A mund të shndërrohet dioksidi i karbonit në lëndë djegëse?
1. Si të konvertohet CO2 në karburant?
Së pari, duke përdorur energjinë diellore për të kthyer dioksid karboni dhe uji në karburant. Studiuesit përdorin energjinë diellore për të ndarë dioksidin e karbonit dhe ujin për të prodhuar gazra si hidrogjeni, monoksidi i karbonit ose metani, të cilat më pas përpunohen për t'i kthyer ato në kimikate që mund të përdoren si lëndë djegëse. Në këtë mënyrë, shkencëtarët kanë arritur të shndërrojnë dioksidin e karbonit në monoksid karboni, i cili kërkohet për reaksionin Zviack (Zviack).
Së dyti, mikrobet përdoren për të kthyer dioksidin e karbonit në lëndë organike. Përdorimi i mikroorganizmave (përfshirë algat dhe bakteret, etj.) për të kryer fotosintezën, për të kthyer energjinë e dritës drejtpërdrejt në energji kimike dhe për të kthyer dioksidin e karbonit në lëndë organike si sheqeri për të prodhuar lëndë djegëse të biomasës. Për shembull, studiuesit përdorin algat për të kthyer energjinë diellore dhe dioksidin e karbonit në vaj dhe biomasë tjetër për të prodhuar gjëra të tilla si bionaftë dhe biogasolinë.
Së fundi, një reaksion kimik përdoret për të kthyer dioksidin e karbonit në karburant. Për shembull, studiuesit përdorin reaksione termokimike ose elektrokimike për të kthyer dioksidin e karbonit në amoniak ose lëndë të tjera organike, të cilat më pas mund të përpunohen në kimikate që mund të përdoren si lëndë djegëse. Për shembull, reduktimi elektrokimik përdoret për të kthyer dioksidin e karbonit në acide formale ose substanca organike si acidi formik, të cilat më pas sintetizohen në lëndë djegëse, etj.
2. A mund të konvertohet CO2 në gjëra të tjera?
Substancat që mund të ndërveprojnë me dioksid karboni përfshijnë bimët, kafshët, mikroorganizmat dhe disa reaksione kimike.
Bimët janë konvertuesit më të rëndësishëm të dioksidit të karbonit. Ata konvertojnë dioksidin e karbonit në lëndë organike përmes fotosintezës, duke siguruar kështu energjinë e nevojshme për organizmat. Fotosinteza është procesi me të cilin bimët thithin ujin dhe dioksidin e karbonit nga energjia e diellit, më pas përdorin atomet e karbonit në to për të prodhuar sheqerna dhe lëndë të tjera organike, ndërsa lëshojnë oksigjen. Këto lëndë organike përdoren nga bimët si lëndë të para për rritjen dhe riprodhimin e tyre, dhe dioksidi i karbonit lirohet gjithashtu nga bimët, duke përfunduar kështu ciklin e dioksidit të karbonit.
Kafshët dhe mikroorganizmat gjithashtu mund të shndërrojnë dioksidin e karbonit në oksigjen përmes procesit të frymëmarrjes, veçanërisht disa organizma detarë, si alga deti, etj., Ata mund të shndërrojnë një sasi të madhe të dioksidit të karbonit në lëndë organike, duke ndryshuar kështu mjedisin detar.
Përveç kësaj, disa reaksione kimike gjithashtu mund të konvertojnë dioksidin e karbonit në substanca të tjera. Për shembull, djegia e qymyrit mund të shndërrojë dioksidin e karbonit në dioksid squfuri dhe ujë, dhe karbonati i kalciumit mund të shndërrojë dioksidin e karbonit në karbonat kalciumi, i cili mund të përdoret për të bërë materiale të tilla si metale dhe çimento. Përveç kësaj, disa reaksione kimike gjithashtu mund të shndërrojnë dioksidin e karbonit në hidrokarbure, si metani, dhe t'i përdorin ato për qëllime të ndryshme.
Si përmbledhje, bimët, kafshët, mikrobet dhe disa reaksione kimike janë të gjitha të afta të ndryshojnë mjedisin duke shndërruar dioksidin e karbonit në substanca të tjera.
3. A mund ta kthejmë CO2 përsëri në qymyr?
Në teori, është gjithashtu e mundur.
Nga erdhi qymyri? Prodhohet nga bimët e groposura në tokë. Elementi i karbonit në bimë ndonjëherë vjen nga thithja e bimëve dioksid karboni në ajër dhe duke i kthyer ato në lëndë organike nëpërmjet fotosintezës. Prandaj, për të njëjtin numër mole atomesh karboni, energjia e dioksidit të karbonit është më e ulët se ajo e qymyrit. Prandaj, në natyrë, reagimi i djegies së qymyrit për të gjeneruar dioksid karboni mund të vazhdojë spontanisht kur energjia fillestare (si ndezja) është e kënaqur, por procesi i shndërrimit të dioksidit të karbonit në lëndë organike nuk mund të vazhdojë spontanisht, dhe duhet të kalojë përmes fotosintezës, dhe energjia vjen nga dielli.
Nëse flasim për rafinimin artificial, mund të simulojmë fotosintezën dhe procesin e formimit të qymyrit. Megjithatë, nuk ka asnjë përfitim ekonomik.
4. A mund të shndërrohet CO2 në gaz natyror?
Po, metoda kimike konsumon shumë energji, kështu që fitimi ia vlen të humbasë.
Mbjellja e pemëve, përdorimi i natyrës për të transformuar, kërkon një kohë të gjatë dhe kërkon përpjekjet afatgjata të të gjithëve, dhe politikat e qëndrueshme, të qëndrueshme, praktike dhe efektive të Z-F për të rritur vegjetacionin e tokës, jo për ta zvogëluar atë. Pasi bimësia konsumon dioksidin e karbonit, nëpërmjet lëvizjes së kores së tokës, ajo kthehet në vaj etj., si në kohët e lashta.
Ekziston edhe një lloj drithi që thith dioksidin e karbonit, dhe drejtpërdrejt prodhon alkool dhe biogaz nga gruri dhe kashta, që është gjithashtu një transformim
5. Çfarë ndodh kur dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni përzihen?
Dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni mund të reagojë për të prodhuar produkte të ndryshme në kushte të ndryshme reagimi:
1. Dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni reagojnë në temperaturë të lartë për të formuar monoksid karboni dhe ujë;
2. Dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni reagojnë nën temperaturë të lartë dhe presion të lartë për të formuar metan dhe ujë. Metani është substanca organike më e thjeshtë dhe përbërësi kryesor i gazit natyror, biogazit, gazit gropë etj., i njohur zakonisht si gaz;
3. Dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni reagojnë në temperaturë të lartë dhe shtojnë përbërjen katalizator rutenium-fosfinë-krom për të prodhuar metanol, i cili është alkooli monohidrik më i thjeshtë i ngopur dhe është një lëng i pangjyrë dhe i paqëndrueshëm me erë alkooli. Përdoret për të prodhuar formaldehid dhe pesticide, etj., dhe përdoret si ekstraktues për lëndët organike dhe denaturant për alkoolin.
6. Shndërrimi i dioksidit të karbonit në lëndë djegëse të lëngëta
Kimistët në Universitetin e Illinois kanë arritur të krijojnë lëndë djegëse nga uji, dioksidi i karbonit dhe drita e dukshme përmes fotosintezës artificiale. Duke e shndërruar dioksidin e karbonit në molekula më komplekse si propani, teknologjia e energjisë së gjelbër ka ecur me sukses për të shfrytëzuar dioksidin e tepërt të karbonit dhe për të ruajtur energjinë diellore në formën e lidhjeve kimike për përdorim gjatë periudhave të dritës së ulët të diellit dhe kërkesës maksimale për energji.
Bimët përdorin rrezet e diellit për të nxitur reagimin e ujit dhe dioksidit të karbonit për të prodhuar glukozë me energji të lartë për të ruajtur energjinë diellore. Në studimin e ri, studiuesit zhvilluan një reaksion artificial duke përdorur nanogrimca ari të pasura me elektrone si katalizator për të kthyer dioksidin e karbonit dhe ujin në lëndë djegëse duke përdorur dritën jeshile të dukshme që bimët përdorin në fotosintezën natyrore. Këto gjetje të reja u publikuan në revistën Nature Communications.
“Qëllimi ynë është të prodhojmë hidrokarbure komplekse, të lëngshme nga dioksidi i tepërt i karbonit dhe burimet e qëndrueshme të energjisë si energjia diellore,” tha Prashant Jain, profesor i kimisë dhe bashkëautor i studimit. "Lëndët djegëse të lëngëta janë ideale sepse janë të pajtueshme me lëndët djegëse të gazta. Ato janë më të lehta, më të sigurta dhe më ekonomike për t'u transportuar, dhe janë bërë nga molekula me zinxhirë të gjatë me më shumë lidhje, që do të thotë se janë më të dendura me energji."
Në laboratorin e Jain, Sungju Yu, një studiues postdoktoral dhe autori i parë i studimit, përdori një katalizator metalik për të thithur dritën jeshile dhe për të transportuar elektronet dhe protonet e nevojshme për reaksionin kimik të dioksidit të karbonit dhe ujit, duke vepruar si klorofil në fotosintezën natyrore.
Nanogrimcat e arit funksionojnë veçanërisht mirë si katalizatorë sepse sipërfaqet e tyre reagojnë lehtësisht me molekulat e dioksidit të karbonit, duke thithur në mënyrë efektive energjinë e dritës pa u prishur si metalet e tjera të prirur ndaj ndryshkut, tha Jain.
Ka shumë mënyra për të çliruar energjinë e ruajtur në lidhjet kimike të karburanteve hidrokarbure. Megjithatë, mënyra e thjeshtë dhe tradicionale e djegies së tij do të përfundonte duke prodhuar më shumë dioksid karboni, gjë që bie ndesh me idenë e kapjes dhe ruajtjes së energjisë diellore në radhë të parë, tha Jain.
"Ka aplikime të tjera jo tradicionale të hidrokarbureve të bëra në këtë mënyrë," tha ai. "Ato mund të gjenerojnë rrymë dhe tension për të fuqizuar qelizat e karburantit. Ka shumë laboratorë në mbarë botën që punojnë se si t'i bëjnë ato më efikase." shndërroni energjinë kimike në hidrokarbure në energji elektrike."
