Kaarboon dioxide ma loo beddeli karaa shidaal?
1. Sidee CO2 loogu badalaa shidaal?
Marka hore, isticmaalka tamarta qorraxda si aad u beddesho carbon dioxide iyo biyaha oo shidaal ah. Cilmi-baarayaashu waxay isticmaalaan tamarta cadceedda si ay u kala qaybiyaan carbon dioxide iyo biyaha si ay u soo saaraan gaasaska sida hydrogen, carbon monoxide ama methane, kuwaas oo la farsameeyo si loogu beddelo kiimikooyin loo isticmaali karo shidaal ahaan. Sidan oo kale, saynisyahannadu waxay ku guuleysteen inay kaarboon laba ogsaydh u beddelaan carbon monoxide, taas oo looga baahan yahay falcelinta Zviack (Zviack).
Marka labaad, microbes ayaa loo isticmaalaa si loogu beddelo kaarboon-dioxide galay walxaha organic. Isticmaalka noole-yeerayaasha (ay ku jiraan algae iyo bakteeriyada, iwm.) si loo sameeyo photosynthesis, u beddel tamarta iftiinka si toos ah tamarta kiimikaad, oo u beddelo kaarboon laba ogsaydh walxaha organic sida sonkorta si loo soo saaro shidaal noole. Tusaale ahaan, cilmi-baarayaashu waxay isticmaalaan algae si ay ugu beddelaan tamarta qorraxda iyo kaarboon-dioxide saliid iyo biomass kale si ay u sameeyaan waxyaabo ay ka mid yihiin biodiesel iyo biogasoline.
Ugu dambeyntii, fal-celin kiimikaad ayaa loo isticmaalaa si loogu beddelo kaarboon-dioxide shidaal. Tusaale ahaan, cilmi-baarayaashu waxay adeegsadaan falcelinta-thermochemical ama electrochemical si ay carbon dioxide ugu beddelaan ammonia ama organics kale, taas oo markaa lagu farsamayn karo kiimikooyin loo isticmaali karo shidaal ahaan. Tusaale ahaan, dhimista korantada kiimikada ayaa loo isticmaalaa in loogu beddelo kaarboon laba ogsaydh oo loo beddelo asiidh rasmi ah ama walxo organic sida formic acid, kuwaas oo lagu sii daayo shidaalka, iwm.
2. CO2 ma loo beddeli karaa waxyaabo kale?
Walxaha isku beddeli kara carbon dioxide waxaa ka mid ah dhirta, xayawaanka, noolaha yaryar iyo falcelinta kiimikada qaarkood.
Dhirtu waa beddelayaasha ugu muhiimsan ee carbon dioxide. Waxay u beddelaan kaarboon laba ogsaydh u beddela walxaha organic iyaga oo isticmaalaya photosynthesis, si ay u bixiyaan tamarta ay u baahan yihiin noolaha. Photosynthesis waa habka ay dhirtu biyaha iyo kaarboon laba ogsaydh ka soo nuugta tamarta qorraxda, ka dibna ay isticmaalaan atamka kaarboonka iyaga ku jira si ay u sameeyaan sonkor iyo walxo kale oo dabiici ah, iyada oo la sii daayo ogsijiinta. Arrimahan dabiiciga ah waxa ay dhirtu u isticmaashaa sida alaabta ceeriin ee koriimadooda iyo tarankooda, sidoo kale kaarboon laba ogsaydh ayaa sidoo kale ay sii daayaan dhirta, sidaas awgeedna waxa ay dhamaystirayaan meertada kaarboon laba ogsaydh.
Xayawaanka iyo noolaha yaryar waxa kale oo ay kaarboon laba ogsaydh u rogi karaan oksijiin iyaga oo u maraya habka neefsashada, gaar ahaan qaar ka mid ah noolaha badda, sida geedka badda, iwm, waxa ay u rogi karaan xaddi badan oo kaarboon laba ogsaydh ah walxaha organic, markaas beddela deegaanka badda.
Intaa waxaa dheer, falcelinta kiimikada qaarkood waxay sidoo kale u rogi karaan kaarboon laba ogsaydh walxo kale. Tusaale ahaan, dhuxusha gubanaysa waxay u rogi kartaa kaarboon laba ogsaydh sulfur dioxide iyo biyo, kaalshiyamka carbonate wuxuu u rogi karaa carbon dioxide inuu u beddelo kaalshiyam carbonate, kaas oo loo isticmaali karo samaynta walxaha sida biraha iyo sibidhka. Intaa waxaa dheer, falcelinta kiimikada qaarkood waxay sidoo kale u rogi karaan carbon dioxide inay u beddelaan hydrocarbons, sida methane, waxayna u isticmaalaan ujeedooyin kala duwan.
Marka la soo koobo, dhirta, xayawaanka, microbes, iyo falcelinta kiimikada qaarkood ayaa dhamaantood awood u leh inay beddelaan deegaanka iyagoo u beddelaya kaarboon laba ogsaydh walxo kale.
3. CO2 ma u rogi karnaa dhuxusha?
Aragti ahaan, sidoo kale waa suurtagal.
Xagee ka timid dhuxusha? Waxa soo saara dhirta dhulka ku duugan. Cunsurka kaarboonka ee ku jira dhirta ayaa mararka qaarkood ka yimaada dhirta oo nuugta carbon dioxide hawada iyo iyaga oo u rogaya walxaha organic iyada oo loo marayo photosynthesis. Sidaa darteed, isla tirada moles ee atamka kaarboonka, tamarta carbon dioxide way ka hoosaysaa tan dhuxusha. Sidaa darteed, dabeecadda, falcelinta dhuxusha gubanaysa si ay u dhaliso kaarboon-dioxide waxay si kedis ah u socon kartaa marka tamarta bilowga ah (sida shidista) ay ku qanacdo, laakiin habka loo beddelo dioxide kaarboon laba ogsaydh ma sii socon karto si kedis ah, waana inay dhex martaa photosynthesis, tamartuna waxay ka timaadaa qorraxda.
Haddii aan ka hadalno sifaynta macmalka ah, waxaan ku ekaan karnaa photosynthesis iyo habka samaynta dhuxusha. Si kastaba ha ahaatee, ma jirto wax faa'iido dhaqaale ah oo dhan.
4. CO2 ma loo bedeli karaa gaas dabiici ah?
Haa, habka kiimikaadku wuxuu cunaa tamar badan, markaa faa'iidada ayaa u qalantaa khasaaraha.
Dhirta beerista, isticmaalka dabeecadda si ay u beddesho, waxay qaadataa wakhti dheer, waxayna u baahan tahay qof walba dadaalkiisa dheer, iyo Z-F adag, joogto ah, siyaasado wax ku ool ah, iyo siyaasado wax ku ool ah si loo kordhiyo dhirta dhulka, ma hoos. Ka dib markii dhirtu ay isticmaasho kaarboon dioxide, iyada oo loo marayo dhaqdhaqaaqa qolofta dhulka, waxay u noqotaa saliid, iwm sida wakhtiyadii hore.
Waxa kale oo jira nooc ka mid ah hadhuudhka oo nuuga kaarboon laba ogsaydh, oo si toos ah u soo saara khamriga iyo gaasta noolaha ee hadhuudhka iyo cawska, taas oo sidoo kale ah isbeddel.
5. Maxaa dhacaya marka kaarboon laba ogsaydh iyo hydrogen isku darka?
Kaarboon dioxide iyo hydrogen waxay ka falcelin kartaa si ay u soo saarto badeecooyin kala duwan iyadoo lagu jiro xaalado falcelin oo kala duwan:
1. Kaarboon ogsaydhsaydh iyo hydrogen waxay ka falceliyaan heerkulka sare si ay u sameeyaan carbon monoxide iyo biyo;
2. Kaarboon oksijiinta iyo hydrogen waxay ka falceliyaan heerkul sare iyo cadaadis sare si ay u sameeyaan methane iyo biyo. Methane waa walaxda organic ugu fudud iyo qaybta ugu muhiimsan ee gaaska dabiiciga ah, biogas, gaaska godka, iwm, oo caadi ahaan loo yaqaan gaaska;
3. Kaarboon oksijiinta iyo hydrogen waxay ka falceliyaan heerkulka sare waxayna ku daraan kicinta ruthenium-phosphine-chromium si ay u soo saaraan methanol, kaas oo ah alkolada monohydric ugu fudud waana dareere aan midab lahayn oo kacsan oo leh ur alkohol ah. Waxaa loo isticmaalaa in lagu soo saaro formaldehyde iyo sunta cayayaanka, iwm, waxaana loo isticmaalaa soosaar ahaan walxaha organic iyo denaturant khamriga.
6. Kaarboon laba ogsaydh oo loo beddelo shidaal dareere ah
Chemists oo ka tirsan Jaamacadda Illinois ayaa ku guuleystay in ay abuuraan shidaalka biyaha, carbon dioxide iyo iftiinka muuqda iyaga oo isticmaalaya photosynthesis macmal ah. Adigoo u beddelaya kaarboon laba ogsaydh unugyo badan oo kakan sida propane, tignoolajiyada tamarta cagaaran waxay si guul leh u dhaqaaqday si ay uga faa'iidaysato kaarboon laba ogsaydh-ka-dhaafka ah oo ay u kaydiso tamarta qorraxda qaab xidhmooyin kiimikaad ah oo loo isticmaalo xilliyada iftiinka qorraxdu hooseeyo iyo baahida tamarta ugu sarreysa.
Dhirtu waxay isticmaashaa iftiinka qoraxda si ay u dhaqaajiso falcelinta biyaha iyo kaarboon laba ogsaydh si ay u soo saarto gulukoos tamar sare leh si ay u kaydiso tamarta qorraxda. Daraasaddan cusub, cilmi-baarayaashu waxay sameeyeen fal-celin macmal ah oo ay u isticmaaleen nanoparticles dahab ah oo elektaroonik ah si ay u beddelaan kaarboon laba ogsaydh iyo biyaha shidaal iyaga oo isticmaalaya iftiinka cagaaran ee muuqda ee dhirta ay u isticmaalaan photosynthesis dabiiciga ah. Natiijooyinkan cusub ayaa lagu daabacay joornaalka Isgaarsiinta Dabiiciga ah.
"Hadafkeenu waa in aan soo saarno kaarboonka dareeraha ah ee kakan kaarboon dioxide iyo ilo tamar joogto ah sida tamarta qorraxda," ayuu yiri Prashant Jain, borofisar ku takhasusay kimistariga iyo qoraaga daraasadda. "Shidaalka dareeraha ah ayaa ku habboon sababtoo ah waxay ku habboon yihiin shidaalka gaaska. Way sahlan yihiin, badbaado badan iyo dhaqaale badan si loo qaado, waxayna ka samaysan yihiin unugyo silsilad dheer oo leh bonds badan, taas oo macnaheedu yahay inay yihiin cufan tamar badan."
Shaybaadhka Jain, Sungju Yu, oo ah cilmi-baaraha postdoctoral iyo qoraaga ugu horreeya ee daraasadda, ayaa isticmaalay bir bir ah si uu u nuugo iftiinka cagaaran una qaado electrons iyo protons looga baahan yahay falcelinta kiimikada ee kaarboon dioxide iyo biyaha, oo u dhaqma sida chlorophyll ee photosynthesis dabiiciga ah.
Nanoparticles dahabka ah ayaa si gaar ah ugu shaqeeya kicinta sababtoo ah dusha sare waxay si fudud ula falgalaan molecules carbon dioxide, si wax ku ool ah u nuugaya tamarta iftiinka iyaga oo aan u jajabin sida biraha kale ee u nugul, ayuu yiri Jain.
Waxaa jira siyaabo badan oo lagu sii daayo tamarta ku kaydsan curaarta kiimikada ee shidaalka. Si kastaba ha ahaatee, habka fudud iyo dhaqameed ee gubanaya waxay ku dhamaan doontaa soo saarista kaarboon dioxide, taas oo ka soo horjeeda fikradda qabashada iyo kaydinta tamarta qorraxda marka hore, ayuu yiri Jain.
"Waxaa jira codsiyo kale oo aan dhaqameed ahayn oo hydrocarbons ah oo sidan loo sameeyay," ayuu yidhi. "Waxay dhalin karaan koronto iyo koronto si ay u xoojiyaan unugyada shidaalka. Waxaa jira shaybaaro badan oo adduunka ah oo ka shaqeynaya sidii ay uga dhigi lahaayeen kuwo hufan." u beddel tamarta kiimikaad ee hydrocarbons tamar koronto."
