කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කළ හැකිද?
1. CO2 ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කරන්නේ කෙසේද?
පළමුව, පරිවර්තනය කිරීම සඳහා සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කිරීම කාබන්ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය ඉන්ධන බවට. හයිඩ්රජන්, කාබන් මොනොක්සයිඩ් හෝ මීතේන් වැනි වායූන් නිපදවීමට කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය බෙදීමට පර්යේෂකයන් සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කරයි, පසුව ඒවා ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කළ හැකි රසායනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා සකසනු ලැබේ. මේ ආකාරයට Zviack ප්රතික්රියාවට (Zviack) අවශ්ය කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කාබන් මොනොක්සයිඩ් බවට පරිවර්තනය කිරීමට විද්යාඥයන් සමත් වී ඇත.
දෙවනුව, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කාබනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා ක්ෂුද්ර ජීවීන් භාවිතා කරයි. ප්රභාසංස්ලේෂණය සිදු කිරීම සඳහා ක්ෂුද්ර ජීවීන් (ඇල්ගී සහ බැක්ටීරියා ඇතුළුව) භාවිතා කිරීම, ආලෝක ශක්තිය සෘජුවම රසායනික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීම සහ ජෛව ස්කන්ධ ඉන්ධන නිපදවීමට කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සීනි වැනි කාබනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කිරීම. උදාහරණයක් ලෙස, පර්යේෂකයන් සූර්ය ශක්තිය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් තෙල් සහ අනෙකුත් ජෛව ස්කන්ධයන් බවට පරිවර්තනය කිරීමට ඇල්ගී භාවිතා කර ජෛව ඩීසල් සහ ජීව වායුව වැනි දේ සෑදීමට යොදා ගනී.
අවසාන වශයෙන්, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා රසායනික ප්රතික්රියාවක් භාවිතා කරයි. නිදසුනක් ලෙස, පර්යේෂකයන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඇමෝනියා හෝ වෙනත් කාබනික බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා තාප රසායනික හෝ විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියා භාවිතා කරයි, පසුව ඒවා ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කළ හැකි රසායනික ද්රව්ය බවට සැකසිය හැකිය. නිදසුනක් ලෙස, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් විධිමත් අම්ල හෝ ෆෝමික් අම්ලය වැනි කාබනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා විද්යුත් රසායනික අඩු කිරීම භාවිතා කරයි, පසුව ඒවා තවදුරටත් ඉන්ධන බවට සංස්ලේෂණය කරයි.
2. CO2 වෙනත් දේවල් බවට පරිවර්තනය කළ හැකිද?
සමඟ අන්තර් පරිවර්තනය කළ හැකි ද්රව්ය කාබන්ඩයොක්සයිඩ් ශාක, සතුන්, ක්ෂුද්ර ජීවීන් සහ සමහර රසායනික ප්රතික්රියා ඇතුළත් වේ.
ශාක කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වඩාත්ම වැදගත් පරිවර්තකය වේ. ඔවුන් ප්රභාසංස්ලේෂණය හරහා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කාබනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කරයි, එමඟින් ජීවීන්ට අවශ්ය ශක්තිය සපයයි. ප්රභාසංස්ලේෂණය යනු ශාක සූර්යයාගේ ශක්තියෙන් ජලය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අවශෝෂණය කර, ඔක්සිජන් මුදාහරිමින් සීනි සහ අනෙකුත් කාබනික ද්රව්ය සෑදීම සඳහා ඒවායේ ඇති කාබන් පරමාණු භාවිතා කරන ක්රියාවලියයි. මෙම කාබනික ද්රව්ය ශාක විසින් ඒවායේ වර්ධනය හා ප්රජනනය සඳහා අමුද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරන අතර, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ද ශාක මගින් මුදා හරින අතර එමඟින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් චක්රය සම්පූර්ණ කරයි.
සතුන්ට සහ ක්ෂුද්ර ජීවීන්ට ශ්වසන ක්රියාවලිය හරහා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඔක්සිජන් බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය, විශේෂයෙන් මුහුදු පැලෑටි වැනි සමහර සාගර ජීවීන්ට කාබන් ඩයොක්සයිඩ් විශාල ප්රමාණයක් කාබනික ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර එමඟින් සාගර පරිසරය වෙනස් කළ හැකිය.
මීට අමතරව, සමහර රසායනික ප්රතික්රියා මගින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වෙනත් ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස ගල් අඟුරු දහනය කිරීමෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය බවට පත් කළ හැකි අතර කැල්සියම් කාබනේට් මගින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කැල්සියම් කාබනේට් බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර ඒවා ලෝහ සහ සිමෙන්ති වැනි ද්රව්ය සෑදීමට භාවිතා කළ හැකිය. මීට අමතරව, සමහර රසායනික ප්රතික්රියා මගින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් මීතේන් වැනි හයිඩ්රොකාබන බවට පරිවර්තනය කර විවිධ අරමුණු සඳහා භාවිතා කළ හැකිය.
සාරාංශයක් ලෙස, ශාක, සතුන්, ක්ෂුද්ර ජීවීන් සහ සමහර රසායනික ප්රතික්රියා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වෙනත් ද්රව්ය බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් පරිසරය වෙනස් කිරීමට සමත් වේ.
3. අපට CO2 නැවත ගල් අඟුරු බවට පරිවර්තනය කළ හැකිද?
න්යායාත්මකව, එය ද හැකි ය.
ගල් අඟුරු පැමිණියේ කොහෙන්ද? එය නිෂ්පාදනය කරනු ලබන්නේ භූමියේ තැන්පත් කර ඇති ශාක මගිනි. ශාකවල ඇති කාබන් මූලද්රව්යය සමහර විට ශාක අවශෝෂණයෙන් පැමිණේ කාබන්ඩයොක්සයිඩ් වාතයේ සහ ප්රභාසංස්ලේෂණය හරහා කාබනික ද්රව්ය බවට පත් කිරීම. එමනිසා, කාබන් පරමාණුවල මවුල සමාන සංඛ්යාවක් සඳහා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ශක්තිය ගල් අඟුරු වලට වඩා අඩුය. එමනිසා, ස්වභාවධර්මයේ දී, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් උත්පාදනය කිරීම සඳහා ගල් අඟුරු දහනය කිරීමේ ප්රතික්රියාව ආරම්භක ශක්තිය (දැල්වීම වැනි) තෘප්තිමත් වන විට ස්වයංසිද්ධව ඉදිරියට යා හැකිය, නමුත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කාබනික ද්රව්ය බවට පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය ස්වයංසිද්ධව ඉදිරියට යා නොහැකි අතර ප්රභාසංශ්ලේෂණය හරහා ගමන් කළ යුතු අතර ශක්තිය සූර්යයාගෙන් පැමිණේ.
අපි කෘතිම පිරිපහදු කිරීම ගැන කතා කරන්නේ නම්, අපට ප්රභාසංස්ලේෂණය සහ ගල් අඟුරු සෑදීමේ ක්රියාවලිය අනුකරණය කළ හැකිය. නමුත් කිසිම ආර්ථික වාසියක් නැහැ.
4. CO2 ස්වභාවික වායු බවට පරිවර්තනය කළ හැකිද?
ඔව්, රසායනික ක්රමය විශාල ශක්තියක් පරිභෝජනය කරයි, එබැවින් ලාභය අලාභය වටී.
ගස් සිටුවීම, පරිවර්තනය කිරීම සඳහා ස්වභාවධර්මය භාවිතා කිරීම, දිගු කාලයක් ගත වන අතර, සෑම කෙනෙකුගේම දිගුකාලීන උත්සාහයන් අවශ්ය වන අතර, පෘථිවියේ වෘක්ෂලතාදිය වැඩි කිරීම සඳහා Z-F හි ස්ථිර, ස්ථාවර, ප්රායෝගික සහ ඵලදායී ප්රතිපත්ති අවශ්ය වේ. වෘක්ෂලතාදිය කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පරිභෝජනය කිරීමෙන් පසු පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ චලනය හරහා එය පුරාණ කාලයේ මෙන් තෙල් ආදිය බවට පත් වේ.
කාබන්ඩයොක්සයිඩ් අවශෝෂණය කරන ධාන්ය වර්ගයක් ද ඇති අතර ධාන්ය සහ පිදුරු වලින් සෘජුවම මධ්යසාර සහ ජීව වායුව නිපදවන අතර එය පරිවර්තනයක් ද වේ.
5. කාබන්ඩයොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්රජන් මිශ්ර වූ විට සිදු වන්නේ කුමක්ද?
කාබන්ඩයොක්සයිඩ් විවිධ ප්රතික්රියා තත්ව යටතේ විවිධ නිෂ්පාදන නිපදවීමට හයිඩ්රජන් ප්රතික්රියා කළ හැක.
1. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්රජන් ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී ප්රතික්රියා කර කාබන් මොනොක්සයිඩ් සහ ජලය සාදයි;
2. කාබන්ඩයොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්රජන් අධික උෂ්ණත්වය සහ අධික පීඩනය යටතේ ප්රතික්රියා කර මීතේන් සහ ජලය සාදයි. මීතේන් යනු සරලම කාබනික ද්රව්යය වන අතර ස්වාභාවික වායු, ජීව වායුව, පිට් වායුව ආදියෙහි ප්රධාන සංඝටකය වන අතර එය සාමාන්යයෙන් වායුව ලෙස හැඳින්වේ;
3. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්රජන් ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී ප්රතික්රියා කර උත්ප්රේරක රූතීනියම්-පොස්පයින්-ක්රෝමියම් සංයෝගය එකතු කර මෙතනෝල් නිපදවයි, එය සරලම සංතෘප්ත මොනොහයිඩ්රික් මධ්යසාරය වන අතර මධ්යසාර ගන්ධය සහිත අවර්ණ සහ වාෂ්පශීලී ද්රවයකි. එය ෆෝමල්ඩිහයිඩ් සහ පළිබෝධනාශක ආදිය නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කරන අතර කාබනික ද්රව්ය සඳහා නිස්සාරකයක් ලෙසත් මධ්යසාර සඳහා නිස්සාරකයක් ලෙසත් භාවිතා කරයි.
6. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ද්රව ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කිරීම
කෘත්රිම ප්රභාසංස්ලේෂණය මගින් ජලය, කාබන්ඩයොක්සයිඩ් සහ දෘශ්ය ආලෝකයෙන් ඉන්ධන නිපදවීමට ඉලිනොයිස් විශ්වවිද්යාලයේ රසායනඥයින් සමත් වී ඇත. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්රොපේන් වැනි සංකීර්ණ අණු බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් හරිත බලශක්ති තාක්ෂණය සාර්ථක ලෙස ඉදිරියට ගොස් අතිරික්ත කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්රයෝජනයට ගැනීමට සහ සූර්ය ශක්තිය අඩු හිරු එළිය සහ උපරිම බලශක්ති ඉල්ලුම පවතින කාලවලදී භාවිතා කිරීම සඳහා රසායනික බන්ධන ආකාරයෙන් සූර්ය ශක්තිය ගබඩා කර ඇත.
සූර්ය ශක්තිය ගබඩා කිරීම සඳහා අධි ශක්ති ග්ලූකෝස් නිපදවීමට ජලය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්රතික්රියාව මෙහෙයවීමට ශාක සූර්යාලෝකය භාවිතා කරයි. නව අධ්යයනයේ දී, පර්යේෂකයන් ස්වභාවික ප්රභාසංශ්ලේෂණයේදී ශාක භාවිතා කරන දෘශ්ය හරිත ආලෝකය භාවිතයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා උත්ප්රේරකයක් ලෙස ඉලෙක්ට්රෝන බහුල රන් නැනෝ අංශු භාවිතා කරමින් කෘතිම ප්රතික්රියාවක් නිර්මාණය කළේය. මෙම නව සොයාගැනීම් Nature Communications සඟරාවේ පළ විය.
"අපගේ ඉලක්කය වන්නේ අතිරික්ත කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ සූර්ය බලශක්තිය වැනි තිරසාර බලශක්ති ප්රභවයන්ගෙන් සංකීර්ණ, ද්රවීකරණය කළ හැකි හයිඩ්රොකාබන නිෂ්පාදනය කිරීමයි" යනුවෙන් රසායන විද්යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය සහ අධ්යයන සම-කර්තෘ ප්රශාන්ත් ජේන් පැවසීය. "ද්රව ඉන්ධන වඩාත් සුදුසු වන්නේ ඒවා වායුමය ඉන්ධන සමඟ ගැළපෙන බැවිනි. ඒවා ප්රවාහනය කිරීමට පහසු, ආරක්ෂිත සහ වඩා ලාභදායී වන අතර ඒවා වැඩි බන්ධන සහිත දිගු දාම අණු වලින් සෑදී ඇත, එයින් අදහස් වන්නේ ඒවා වැඩි ශක්ති ඝනත්වයකින් යුතු බවයි."
Jain ගේ රසායනාගාරයේදී, පශ්චාත් ආචාර්ය පර්යේෂකයෙකු සහ අධ්යයනයේ පළමු කතුවරයා වන Sungju Yu, හරිත ආලෝකය අවශෝෂණය කර කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලයෙහි රසායනික ප්රතික්රියාව සඳහා අවශ්ය ඉලෙක්ට්රෝන සහ ප්රෝටෝන ප්රවාහනය කිරීමට ලෝහ උත්ප්රේරකයක් භාවිතා කර, ස්වභාවික ප්රභාසංශ්ලේෂණයේදී හරිතප්රදයක් ලෙස ක්රියා කරයි.
රන් නැනෝ අංශු විශේෂයෙන් උත්ප්රේරකයක් ලෙස ක්රියා කරන්නේ ඒවායේ මතුපිට කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අණු සමඟ පහසුවෙන් ප්රතික්රියා කරන නිසාත් මලකඩවලට ලක්වන අනෙකුත් ලෝහ මෙන් බිඳී නොයෑමෙන් ආලෝක ශක්තිය ඵලදායි ලෙස අවශෝෂණය කර ගන්නා නිසාත්ය.
හයිඩ්රොකාබන් ඉන්ධනවල රසායනික බන්ධනවල ගබඩා කර ඇති ශක්තිය නිදහස් කිරීමට බොහෝ ක්රම තිබේ. කෙසේ වෙතත්, එය දහනය කිරීමේ සරල හා සාම්ප්රදායික ක්රමය අවසානයේ වැඩි කාබන් ඩයොක්සයිඩ් නිපදවීමට හේතු වන අතර එය සූර්ය ශක්තිය ග්රහණය කර ගබඩා කිරීමේ අදහසට පටහැනි බව ජේන් පැවසීය.
"මෙම ආකාරයෙන් සාදන ලද හයිඩ්රොකාබනවල වෙනත් සාම්ප්රදායික නොවන යෙදුම් තිබේ," ඔහු පැවසීය. "ඔවුන්ට ඉන්ධන සෛල බල ගැන්වීම සඳහා ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාව උත්පාදනය කළ හැකිය. ඒවා වඩාත් කාර්යක්ෂම කරන්නේ කෙසේද යන්න පිළිබඳව ලොව පුරා බොහෝ රසායනාගාර කටයුතු කරයි." හයිඩ්රොකාබනවල ඇති රසායනික ශක්තිය විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරන්න.
