Kan karbondioksid omdannes til drivstoff?
1. Hvordan konvertere CO2 til drivstoff?
Først bruker solenergi til å konvertere karbondioksid og vann til drivstoff. Forskere bruker solenergi til å splitte karbondioksid og vann for å produsere gasser som hydrogen, karbonmonoksid eller metan, som deretter behandles for å omdanne dem til kjemikalier som kan brukes som drivstoff. På denne måten har forskerne lykkes med å omdanne karbondioksid til karbonmonoksid, som er nødvendig for Zviack-reaksjonen (Zviack).
For det andre brukes mikrober til å omdanne karbondioksid til organisk materiale. Bruke mikroorganismer (inkludert alger og bakterier, etc.) for å utføre fotosyntese, konvertere lysenergi direkte til kjemisk energi, og konvertere karbondioksid til organisk materiale som sukker for å produsere biomassebrensel. For eksempel bruker forskere alger til å omdanne solenergi og karbondioksid til olje og annen biomasse for å lage ting som biodiesel og biobensin.
Til slutt brukes en kjemisk reaksjon for å omdanne karbondioksidet til drivstoff. For eksempel bruker forskere termokjemiske eller elektrokjemiske reaksjoner for å omdanne karbondioksid til ammoniakk eller andre organiske stoffer, som deretter kan bearbeides til kjemikalier som kan brukes som drivstoff. For eksempel brukes elektrokjemisk reduksjon til å omdanne karbondioksid til formelle syrer eller organiske stoffer som maursyre, som deretter syntetiseres videre til drivstoff osv.
2. Kan CO2 omdannes til andre ting?
Stoffer som kan interkonvertere med karbondioksid inkluderer planter, dyr, mikroorganismer og noen kjemiske reaksjoner.
Planter er de viktigste omdannere av karbondioksid. De omdanner karbondioksid til organisk materiale gjennom fotosyntese, og gir dermed energien som trengs av organismer. Fotosyntese er prosessen der planter absorberer vann og karbondioksid fra solens energi, og deretter bruker karbonatomene i dem til å lage sukker og annet organisk materiale, mens de frigjør oksygen. Disse organiske stoffene brukes av planter som råmateriale for deres vekst og reproduksjon, og karbondioksid frigjøres også av planter, og fullfører dermed syklusen av karbondioksid.
Dyr og mikroorganismer kan også omdanne karbondioksid til oksygen gjennom respirasjonsprosessen, spesielt enkelte marine organismer, som tang, etc., de kan omdanne en stor mengde karbondioksid til organisk materiale, og dermed endre det marine miljøet.
I tillegg kan noen kjemiske reaksjoner også omdanne karbondioksid til andre stoffer. For eksempel kan brenning av kull omdanne karbondioksid til svoveldioksid og vann, og kalsiumkarbonat kan omdanne karbondioksid til kalsiumkarbonat, som kan brukes til å lage materialer som metaller og sement. I tillegg kan noen kjemiske reaksjoner også omdanne karbondioksid til hydrokarboner, for eksempel metan, og bruke dem til ulike formål.
Oppsummert er planter, dyr, mikrober og noen kjemiske reaksjoner alle i stand til å endre miljøet ved å omdanne karbondioksid til andre stoffer.
3. Kan vi konvertere CO2 tilbake til kull?
I teorien er det også mulig.
Hvor kom kullet fra? Det produseres av planter begravd i bakken. Karbonelementet i planter kommer noen ganger fra planter som absorberer karbondioksid i luften og gjør dem til organisk materiale gjennom fotosyntese. Derfor, for det samme antall mol karbonatomer, er energien til karbondioksid lavere enn energien til kull. Derfor, i naturen, kan reaksjonen til å brenne kull for å generere karbondioksid foregå spontant når den opprinnelige energien (som for eksempel tenning) er tilfredsstilt, men prosessen med å omdanne karbondioksid til organisk materiale kan ikke foregå spontant, og må passere gjennom fotosyntesen, og energien kommer fra solen.
Hvis vi snakker om kunstig raffinering, kan vi simulere fotosyntese og kulldannelsesprosess. Det er imidlertid ingen økonomisk fordel i det hele tatt.
4. Kan CO2 omdannes til naturgass?
Ja, den kjemiske metoden bruker mye energi, så gevinsten er verdt tapet.
Å plante trær, bruke naturen til å transformere, tar lang tid, og krever alles langsiktige innsats, og Z-Fs faste, konsekvente, praktiske og effektive politikk for å øke vegetasjonen på jorden, ikke redusere den. Etter at vegetasjonen forbruker karbondioksid, gjennom bevegelsen av jordskorpen, blir den til olje osv. som i gamle tider.
Det finnes også en slags korn som absorberer karbondioksid, og direkte produserer alkohol og biogass fra korn og halm, som også er en transformasjon
5. Hva skjer når karbondioksid og hydrogen blandes?
Karbondioksid og hydrogen kan reagere for å produsere forskjellige produkter under forskjellige reaksjonsbetingelser:
1. Karbondioksid og hydrogen reagerer ved høy temperatur og danner karbonmonoksid og vann;
2. Karbondioksid og hydrogen reagerer under høy temperatur og høyt trykk og danner metan og vann. Metan er det enkleste organiske stoffet og hovedkomponenten i naturgass, biogass, gropgass, etc., vanligvis kjent som gass;
3. Karbondioksid og hydrogen reagerer ved høy temperatur og tilsetter katalysator rutenium-fosfin-kromforbindelse for å produsere metanol, som er den enkleste mettede enverdige alkoholen og er en fargeløs og flyktig væske med alkohollukt. Det brukes til å produsere formaldehyd og plantevernmidler, etc., og brukes som ekstraksjonsmiddel for organisk materiale og denatureringsmiddel for alkohol.
6. Konvertering av karbondioksid til flytende brensel
Kjemikere ved University of Illinois har lykkes med å lage drivstoff fra vann, karbondioksid og synlig lys gjennom kunstig fotosyntese. Ved å konvertere karbondioksid til mer komplekse molekyler som propan, har grønn energiteknologi med suksess gått videre for å utnytte overflødig karbondioksid og lagre solenergi i form av kjemiske bindinger for bruk i perioder med lavt sollys og høy energibehov.
Planter bruker sollys til å drive reaksjonen av vann og karbondioksid for å produsere høyenergiglukose for å lagre solenergi. I den nye studien utviklet forskerne en kunstig reaksjon ved å bruke elektronrike gullnanopartikler som en katalysator for å omdanne karbondioksid og vann til drivstoff ved å bruke det synlige grønne lyset som planter bruker i naturlig fotosyntese. Disse nye funnene ble publisert i tidsskriftet Nature Communications.
"Vårt mål er å produsere komplekse, flytende hydrokarboner fra overflødig karbondioksid og bærekraftige energikilder som solenergi," sa Prashant Jain, professor i kjemi og studiemedforfatter. "Flytende drivstoff er ideelle fordi de er kompatible med gassformig drivstoff. De er enklere, tryggere og mer økonomiske å transportere, og de er laget av langkjedede molekyler med flere bindinger, noe som betyr at de er mer energitette."
I Jains laboratorium brukte Sungju Yu, en postdoktor og studiens første forfatter, en metallkatalysator for å absorbere grønt lys og transportere elektronene og protonene som trengs for den kjemiske reaksjonen av karbondioksid og vann, og fungerer som klorofyll i naturlig fotosyntese.
Gullnanopartikler fungerer spesielt godt som katalysatorer fordi overflatene deres reagerer lett med karbondioksidmolekyler, og absorberer effektivt lysenergi uten å bryte ned som andre rustutsatte metaller, sa Jain.
Det er mange måter å frigjøre energien som er lagret i de kjemiske bindingene til hydrokarbondrivstoff. Den enkle og tradisjonelle måten å brenne den på ville imidlertid ende opp med å produsere mer karbondioksid, noe som går imot ideen om å fange og lagre solenergi i utgangspunktet, sa Jain.
"Det er andre utradisjonelle anvendelser av hydrokarboner laget på denne måten," sa han. "De kan generere strøm og spenning for å drive brenselceller. Det er mange laboratorier rundt om i verden som jobber med hvordan de kan gjøre dem mer effektive." konverter den kjemiske energien i hydrokarboner til elektrisk energi."
