கார்பன் டை ஆக்சைடை எரிபொருளாக மாற்ற முடியுமா?
1. CO2 ஐ எரிபொருளாக மாற்றுவது எப்படி?
முதலில், சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்தி மாற்ற வேண்டும் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் எரிபொருளாக. ஹைட்ரஜன், கார்பன் மோனாக்சைடு அல்லது மீத்தேன் போன்ற வாயுக்களை உற்பத்தி செய்ய கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரைப் பிரிக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றனர், பின்னர் அவற்றை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய இரசாயனங்களாக மாற்றுவதற்கு அவை செயலாக்கப்படுகின்றன. இதன் மூலம், Zviack எதிர்வினைக்கு (Zviack) தேவைப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை கார்பன் மோனாக்சைடாக மாற்றுவதில் விஞ்ஞானிகள் வெற்றி பெற்றுள்ளனர்.
இரண்டாவதாக, கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருளாக மாற்ற நுண்ணுயிரிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தி (பாசிகள் மற்றும் பாக்டீரியாக்கள், முதலியன) ஒளிச்சேர்க்கை செய்ய, ஒளி ஆற்றலை நேரடியாக இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றவும், மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை சர்க்கரை போன்ற கரிமப் பொருளாக மாற்றி உயிரி எரிபொருளை உருவாக்கவும். எடுத்துக்காட்டாக, பயோடீசல் மற்றும் பயோகாசோலின் போன்றவற்றை உருவாக்க சூரிய ஆற்றல் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை எண்ணெய் மற்றும் பிற உயிர்ப்பொருளாக மாற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆல்காவைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
இறுதியாக, கார்பன் டை ஆக்சைடை எரிபொருளாக மாற்ற ஒரு இரசாயன எதிர்வினை பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, கார்பன் டை ஆக்சைடை அம்மோனியா அல்லது பிற கரிமங்களாக மாற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெர்மோகெமிக்கல் அல்லது எலக்ட்ரோகெமிக்கல் எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர், பின்னர் அவை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய இரசாயனங்களாக செயலாக்கப்படும். எடுத்துக்காட்டாக, கார்பன் டை ஆக்சைடை முறையான அமிலங்களாக அல்லது ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற கரிமப் பொருட்களாக மாற்றுவதற்கு மின்வேதியியல் குறைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது, பின்னர் அவை மேலும் எரிபொருளாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.
2. CO2 ஐ வேறு பொருட்களாக மாற்ற முடியுமா?
ஒன்றோடொன்று மாறக்கூடிய பொருட்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடு தாவரங்கள், விலங்குகள், நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் சில இரசாயன எதிர்வினைகள் ஆகியவை அடங்கும்.
தாவரங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடின் மிக முக்கியமான மாற்றிகள். அவை ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருளாக மாற்றுகின்றன, இதனால் உயிரினங்களுக்குத் தேவையான ஆற்றலை வழங்குகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை என்பது தாவரங்கள் சூரியனின் ஆற்றலில் இருந்து நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சி, பின்னர் அவற்றில் உள்ள கார்பன் அணுக்களைப் பயன்படுத்தி சர்க்கரைகள் மற்றும் பிற கரிமப் பொருட்களை உருவாக்கி, ஆக்ஸிஜனை வெளியிடும் செயல்முறையாகும். இந்த கரிமப் பொருட்கள் தாவரங்களால் அவற்றின் வளர்ச்சி மற்றும் இனப்பெருக்கத்திற்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் கார்பன் டை ஆக்சைடு தாவரங்களால் வெளியிடப்படுகிறது, இதனால் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் சுழற்சியை நிறைவு செய்கிறது.
விலங்குகள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகள் சுவாச செயல்முறையின் மூலம் கார்பன் டை ஆக்சைடை ஆக்ஸிஜனாக மாற்ற முடியும், குறிப்பாக கடற்பாசி போன்ற சில கடல் உயிரினங்கள், அவை அதிக அளவு கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருளாக மாற்றும், இதனால் கடல் சூழலை மாற்றும்.
கூடுதலாக, சில இரசாயன எதிர்வினைகள் கார்பன் டை ஆக்சைடை மற்ற பொருட்களாக மாற்றலாம். எடுத்துக்காட்டாக, நிலக்கரியை எரிப்பதால் கார்பன் டை ஆக்சைடை சல்பர் டை ஆக்சைடாகவும் நீராகவும் மாற்றலாம், மேலும் கால்சியம் கார்பனேட் கார்பன் டை ஆக்சைடை கால்சியம் கார்பனேட்டாக மாற்றும், இது உலோகங்கள் மற்றும் சிமென்ட் போன்ற பொருட்களை தயாரிக்க பயன்படுகிறது. கூடுதலாக, சில இரசாயன எதிர்வினைகள் கார்பன் டை ஆக்சைடை மீத்தேன் போன்ற ஹைட்ரோகார்பன்களாக மாற்றலாம் மற்றும் பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக அவற்றைப் பயன்படுத்தலாம்.
சுருக்கமாக, தாவரங்கள், விலங்குகள், நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் சில இரசாயன எதிர்வினைகள் அனைத்தும் கார்பன் டை ஆக்சைடை மற்ற பொருட்களாக மாற்றுவதன் மூலம் சுற்றுச்சூழலை மாற்றும் திறன் கொண்டவை.
3. CO2 ஐ மீண்டும் நிலக்கரியாக மாற்ற முடியுமா?
கோட்பாட்டில், இதுவும் சாத்தியமாகும்.
நிலக்கரி எங்கிருந்து வந்தது? இது தரையில் புதைக்கப்பட்ட தாவரங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. தாவரங்களில் உள்ள கார்பன் உறுப்பு சில நேரங்களில் தாவரங்களை உறிஞ்சுவதிலிருந்து வருகிறது கார்பன் டை ஆக்சைடு காற்றில் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் அவற்றை கரிமப் பொருளாக மாற்றுகிறது. எனவே, கார்பன் அணுக்களின் அதே எண்ணிக்கையிலான மோல்களுக்கு, கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் ஆற்றல் நிலக்கரியை விட குறைவாக உள்ளது. எனவே, இயற்கையில், கார்பன் டை ஆக்சைடை உருவாக்கும் நிலக்கரியின் எதிர்வினையானது ஆரம்ப ஆற்றல் (பற்றவைப்பு போன்றவை) திருப்தி அடையும் போது தன்னிச்சையாக தொடரலாம், ஆனால் கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருளாக மாற்றும் செயல்முறை தன்னிச்சையாக தொடர முடியாது, மேலும் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் செல்ல வேண்டும், மேலும் சூரியனில் இருந்து ஆற்றல் வருகிறது.
செயற்கை சுத்திகரிப்பு பற்றி நாம் பேசினால், ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் நிலக்கரி உருவாக்கும் செயல்முறையை நாம் உருவகப்படுத்தலாம். ஆனால், பொருளாதாரப் பலன் எதுவும் இல்லை.
4. CO2 ஐ இயற்கை வாயுவாக மாற்ற முடியுமா?
ஆம், இரசாயன முறை அதிக ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது, எனவே லாபம் இழப்புக்கு மதிப்புள்ளது.
மரங்களை நடுதல், இயற்கையை மாற்றுவதற்கு, நீண்ட நேரம் எடுக்கும், மேலும் ஒவ்வொருவரின் நீண்ட கால முயற்சிகளும், பூமியின் தாவரங்களை அதிகரிக்க Z-F இன் உறுதியான, நிலையான, நடைமுறை மற்றும் பயனுள்ள கொள்கைகள் தேவை, அதை குறைக்காது. தாவரங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடை உட்கொண்ட பிறகு, பூமியின் மேலோட்டத்தின் இயக்கத்தின் மூலம், அது பண்டைய காலத்தில் இருந்ததைப் போல எண்ணெயாக மாறுகிறது.
கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சும் ஒரு வகையான தானியமும் உள்ளது, மேலும் தானியம் மற்றும் வைக்கோலில் இருந்து நேரடியாக ஆல்கஹால் மற்றும் உயிர்வாயுவை உற்பத்தி செய்கிறது, இது ஒரு மாற்றமாகும்.
5. கார்பன் டை ஆக்சைடும் ஹைட்ரஜனும் கலந்தால் என்ன நடக்கும்?
கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வெவ்வேறு எதிர்வினை நிலைமைகளின் கீழ் வெவ்வேறு பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய வினைபுரியும்:
1. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் தண்ணீரை உருவாக்குகின்றன;
2. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் வினைபுரிந்து மீத்தேன் மற்றும் நீரை உருவாக்குகின்றன. மீத்தேன் என்பது எளிமையான கரிமப் பொருள் மற்றும் இயற்கை எரிவாயு, உயிர்வாயு, குழி வாயு போன்றவற்றின் முக்கிய அங்கமாகும், பொதுவாக வாயு என்று அழைக்கப்படுகிறது;
3. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து வினையூக்கியான ருத்தேனியம்-பாஸ்பைன்-குரோமியம் கலவையைச் சேர்த்து மெத்தனாலை உற்பத்தி செய்கின்றன, இது எளிமையான நிறைவுற்ற மோனோஹைட்ரிக் ஆல்கஹால் மற்றும் ஆல்கஹால் வாசனையுடன் நிறமற்ற மற்றும் ஆவியாகும் திரவமாகும். இது ஃபார்மால்டிஹைடு மற்றும் பூச்சிக்கொல்லிகள் போன்றவற்றை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது, மேலும் கரிமப் பொருட்களுக்கான பிரித்தெடுக்கும் பொருளாகவும், மதுபானத்திற்கு ஒரு டீனாட்டரண்டாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
6. கார்பன் டை ஆக்சைடை திரவ எரிபொருளாக மாற்றுதல்
இல்லினாய்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியலாளர்கள் செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் புலப்படும் ஒளி ஆகியவற்றிலிருந்து எரிபொருளை உருவாக்குவதில் வெற்றி பெற்றுள்ளனர். கார்பன் டை ஆக்சைடை புரோபேன் போன்ற சிக்கலான மூலக்கூறுகளாக மாற்றுவதன் மூலம், அதிகப்படியான கார்பன் டை ஆக்சைடைப் பயன்படுத்துவதற்கும், சூரிய ஒளி குறைந்த மற்றும் உச்ச ஆற்றல் தேவை உள்ள காலங்களில் பயன்படுத்துவதற்காக சூரிய ஆற்றலை இரசாயனப் பிணைப்புகளின் வடிவத்தில் சேமிப்பதற்கும் பசுமை ஆற்றல் தொழில்நுட்பம் வெற்றிகரமாக முன்னேறியுள்ளது.
தாவரங்கள் சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்தி நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் எதிர்வினையை இயக்கி சூரிய ஆற்றலைச் சேமிக்க அதிக ஆற்றல் கொண்ட குளுக்கோஸை உருவாக்குகின்றன. புதிய ஆய்வில், இயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையில் தாவரங்கள் பயன்படுத்தும் பச்சை நிற ஒளியைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரை எரிபொருளாக மாற்றுவதற்கு எலக்ட்ரான் நிறைந்த தங்க நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு செயற்கை எதிர்வினையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கினர். இந்த புதிய கண்டுபிடிப்புகள் நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.
"அதிகப்படியான கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் சூரிய ஆற்றல் போன்ற நிலையான ஆற்றல் மூலங்களிலிருந்து சிக்கலான, திரவமாக்கக்கூடிய ஹைட்ரோகார்பன்களை உருவாக்குவதே எங்கள் குறிக்கோள்" என்று வேதியியல் பேராசிரியரும் ஆய்வு இணை ஆசிரியருமான பிரசாந்த் ஜெயின் கூறினார். "திரவ எரிபொருள்கள் சிறந்தவை, ஏனெனில் அவை வாயு எரிபொருளுடன் இணக்கமாக உள்ளன. அவை எளிதாகவும், பாதுகாப்பானதாகவும், சிக்கனமாகவும் உள்ளன, மேலும் அவை நீண்ட சங்கிலி மூலக்கூறுகளால் அதிக பிணைப்புகளுடன் உருவாக்கப்படுகின்றன, அதாவது அவை அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியானவை."
ஜெயின் ஆய்வகத்தில், முதுகலை ஆராய்ச்சியாளரும் ஆய்வின் முதல் ஆசிரியருமான சுங்ஜு யூ, பச்சை ஒளியை உறிஞ்சி, கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரின் வேதியியல் எதிர்வினைக்குத் தேவையான எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களைக் கொண்டு செல்ல உலோக வினையூக்கியைப் பயன்படுத்தினார், இது இயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையில் குளோரோபில் செயல்படுகிறது.
தங்க நானோ துகள்கள் குறிப்பாக வினையூக்கிகளாக செயல்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் மேற்பரப்புகள் கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளுடன் எளிதில் வினைபுரிகின்றன, மற்ற துருப்பிடிக்கும் உலோகங்களைப் போல உடைக்காமல் ஒளி ஆற்றலை திறம்பட உறிஞ்சுகின்றன, ஜெயின் கூறினார்.
ஹைட்ரோகார்பன் எரிபொருளின் வேதியியல் பிணைப்புகளில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலை வெளியிட பல வழிகள் உள்ளன. இருப்பினும், அதை எரிப்பதற்கான எளிய மற்றும் பாரம்பரிய வழி அதிக கார்பன் டை ஆக்சைடை உற்பத்தி செய்யும், இது சூரிய சக்தியை முதலில் கைப்பற்றி சேமிக்கும் யோசனைக்கு எதிரானது, ஜெயின் கூறினார்.
"இந்த வழியில் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோகார்பன்களின் பாரம்பரியமற்ற பயன்பாடுகள் உள்ளன," என்று அவர் கூறினார். "எரிபொருள் செல்களை ஆற்றுவதற்கு மின்னோட்டத்தையும் மின்னழுத்தத்தையும் உருவாக்க முடியும். உலகம் முழுவதும் பல ஆய்வகங்கள் அவற்றை எவ்வாறு திறமையாக்குவது என்று வேலை செய்கின்றன." ஹைட்ரோகார்பன்களில் உள்ள இரசாயன ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றவும்.
