Може ли се угљен-диоксид претворити у гориво?
1. Како претворити ЦО2 у гориво?
Прво, коришћење соларне енергије за претварање угљен-диоксид а воду у гориво. Истраживачи користе соларну енергију за раздвајање угљен-диоксида и воде за производњу гасова као што су водоник, угљен-моноксид или метан, који се затим обрађују да би их претворили у хемикалије које се могу користити као гориво. На овај начин, научници су успели да претворе угљен-диоксид у угљен-моноксид, који је неопходан за Звиацк реакцију (Звиацк).
Друго, микроби се користе за претварање угљен-диоксида у органску материју. Коришћењем микроорганизама (укључујући алге и бактерије, итд.) за обављање фотосинтезе, претварање светлосне енергије директно у хемијску енергију и претварање угљен-диоксида у органску материју као што је шећер за производњу горива из биомасе. На пример, истраживачи користе алге за претварање сунчеве енергије и угљен-диоксида у нафту и другу биомасу да би направили ствари попут биодизела и биобензина.
Коначно, хемијска реакција се користи за претварање угљен-диоксида у гориво. На пример, истраживачи користе термохемијске или електрохемијске реакције за претварање угљен-диоксида у амонијак или друге органске материје, које се затим могу прерадити у хемикалије које се могу користити као гориво. На пример, електрохемијска редукција се користи за претварање угљен-диоксида у формалне киселине или органске супстанце као што је мравља киселина, које се затим даље синтетишу у горива, итд.
2. Може ли се ЦО2 претворити у друге ствари?
Супстанце које се могу међусобно конвертовати са угљен-диоксид укључују биљке, животиње, микроорганизме и неке хемијске реакције.
Биљке су најважнији претварачи угљен-диоксида. Они претварају угљен-диоксид у органску материју фотосинтезом, обезбеђујући тако енергију потребну организмима. Фотосинтеза је процес којим биљке апсорбују воду и угљен-диоксид из сунчеве енергије, а затим користе атоме угљеника у њима да праве шећере и друге органске материје, док ослобађају кисеоник. Ове органске материје биљке користе као сировине за свој раст и репродукцију, а угљен-диоксид такође ослобађају биљке, чиме се заокружује циклус угљен-диоксида.
Животиње и микроорганизми такође могу да конвертују угљен-диоксид у кисеоник кроз процес дисања, посебно неки морски организми, као што су морске алге, итд., Они могу да претворе велику количину угљен-диоксида у органску материју, мењајући тако морско окружење.
Поред тога, неке хемијске реакције такође могу претворити угљен-диоксид у друге супстанце. На пример, сагоревање угља може претворити угљен-диоксид у сумпор-диоксид и воду, а калцијум-карбонат може претворити угљен-диоксид у калцијум-карбонат, који се може користити за производњу материјала као што су метали и цемент. Поред тога, неке хемијске реакције такође могу претворити угљен-диоксид у угљоводонике, као што је метан, и користити их у различите сврхе.
Укратко, биљке, животиње, микроби и неке хемијске реакције су способне да промене животну средину претварањем угљен-диоксида у друге супстанце.
3. Можемо ли поново претворити ЦО2 у угаљ?
У теорији је такође могуће.
Одакле је дошао угаљ? Производе га биљке закопане у земљу. Елемент угљеника у биљкама понекад долази од биљака које апсорбују угљен-диоксид у ваздуху и претварајући их фотосинтезом у органску материју. Дакле, за исти број молова атома угљеника, енергија угљен-диоксида је мања од енергије угља. Стога, у природи, реакција сагоревања угља за стварање угљен-диоксида може да се одвија спонтано када је почетна енергија (као што је паљење) задовољена, али процес претварања угљен-диоксида у органску материју не може да се одвија спонтано, и мора да прође кроз фотосинтезу, а енергија долази од сунца.
Ако говоримо о вештачкој рафинацији, можемо симулирати фотосинтезу и процес формирања угља. Међутим, економске користи уопште нема.
4. Може ли се ЦО2 претворити у природни гас?
Да, хемијска метода троши много енергије, тако да је добитак вредан губитка.
Садња дрвећа, коришћење природе за трансформацију, траје дуго и захтева дугорочне напоре свих, као и чврсте, доследне, практичне и ефикасне политике З-Ф за повећање вегетације земље, а не за њено смањење. Након што вегетација потроши угљен-диоксид, кретањем земљине коре, он се претвара у нафту итд. као у давна времена.
Постоји и врста житарица која апсорбује угљен-диоксид, а директно производи алкохол и биогас из зрна и сламе, што је такође трансформација
5. Шта се дешава када се угљен-диоксид и водоник помешају?
Угљен диоксид и водоник може реаговати да би произвео различите производе под различитим реакционим условима:
1. Угљен-диоксид и водоник реагују на високој температури и формирају угљен-моноксид и воду;
2. Угљен-диоксид и водоник реагују под високом температуром и високим притиском и формирају метан и воду. Метан је најједноставнија органска супстанца и главна компонента природног гаса, биогаса, јамског гаса, итд., опште познатог као гас;
3. Угљен-диоксид и водоник реагују на високој температури и додају катализатор рутенијум-фосфин-хром једињење да би се добио метанол, који је најједноставнији засићени монохидрични алкохол и безбојна је и испарљива течност са мирисом алкохола. Користи се за производњу формалдехида и пестицида, итд., и користи се као екстрактор за органске материје и денатурант за алкохол.
6. Претварање угљен-диоксида у течна горива
Хемичари са Универзитета Илиноис успели су да створе гориво од воде, угљен-диоксида и видљиве светлости путем вештачке фотосинтезе. Претварањем угљен-диоксида у сложеније молекуле као што је пропан, технологија зелене енергије је успешно напредовала како би искористила вишак угљен-диоксида и ускладиштила сунчеву енергију у облику хемијских веза за употребу током периода ниске сунчеве светлости и највеће потражње за енергијом.
Биљке користе сунчеву светлост да покрену реакцију воде и угљен-диоксида за производњу високоенергетске глукозе за складиштење сунчеве енергије. У новој студији, истраживачи су развили вештачку реакцију користећи наночестице злата богате електронима као катализатор за претварање угљен-диоксида и воде у гориво користећи видљиво зелено светло које биљке користе у природној фотосинтези. Ови нови налази објављени су у часопису Натуре Цоммуницатионс.
„Наш циљ је да произведемо сложене, течне угљоводонике из вишка угљен-диоксида и одрживих извора енергије попут сунчеве енергије“, рекао је Прасхант Јаин, професор хемије и коаутор студије. "Течна горива су идеална јер су компатибилна са гасовитим горивима. Лакша су, безбеднија и економичнија за транспорт, а направљена су од молекула дугог ланца са више веза, што значи да су енергетски гушћа."
У Јаиновој лабораторији, Сунгју Ју, постдокторски истраживач и први аутор студије, користио је метални катализатор да апсорбује зелено светло и транспортује електроне и протоне потребне за хемијску реакцију угљен-диоксида и воде, делујући као хлорофил у природној фотосинтези.
Наночестице злата функционишу посебно добро као катализатори јер њихове површине лако реагују са молекулима угљен-диоксида, ефикасно апсорбујући светлосну енергију без разбијања као други метали склони рђи, рекао је Јаин.
Постоји много начина да се ослободи енергија ускладиштена у хемијским везама угљоводоничних горива. Међутим, једноставан и традиционалан начин сагоревања би на крају произвео више угљен-диоксида, што је у супротности са идејом хватања и складиштења сунчеве енергије, рекао је Јаин.
„Постоје и друге нетрадиционалне примене угљоводоника на овај начин“, рекао је он. "Оне могу да генеришу струју и напон за напајање горивних ћелија. Постоји много лабораторија широм света које раде на томе како да их учине ефикаснијим." претворити хемијску енергију у угљоводоницима у електричну енергију.”
