కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఇంధనంగా మార్చవచ్చా?
1. CO2ని ఇంధనంగా మార్చడం ఎలా?
ముందుగా, సౌరశక్తిని ఉపయోగించి మార్చండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరు ఇంధనంగా మారుతుంది. హైడ్రోజన్, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ లేదా మీథేన్ వంటి వాయువులను ఉత్పత్తి చేయడానికి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని విభజించడానికి పరిశోధకులు సౌర శక్తిని ఉపయోగిస్తారు, తరువాత వాటిని ఇంధనంగా ఉపయోగించగల రసాయనాలుగా మార్చడానికి ప్రాసెస్ చేస్తారు. ఈ విధంగా జ్వియాక్ రియాక్షన్ (జ్వియాక్)కు అవసరమైన కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ ను కార్బన్ మోనాక్సైడ్ గా మార్చడంలో శాస్త్రవేత్తలు విజయం సాధించారు.
రెండవది, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను సేంద్రీయ పదార్థంగా మార్చడానికి సూక్ష్మజీవులు ఉపయోగించబడతాయి. కిరణజన్య సంయోగక్రియను నిర్వహించడానికి సూక్ష్మజీవులను (ఆల్గే మరియు బ్యాక్టీరియా మొదలైనవి) ఉపయోగించడం, కాంతి శక్తిని నేరుగా రసాయన శక్తిగా మార్చడం మరియు బయోమాస్ ఇంధనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి కార్బన్ డయాక్సైడ్ చక్కెర వంటి సేంద్రీయ పదార్థంగా మార్చడం. ఉదాహరణకు, బయోడీజిల్ మరియు బయోగ్యాసోలిన్ వంటి వాటిని తయారు చేయడానికి పరిశోధకులు సౌరశక్తి మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను చమురు మరియు ఇతర బయోమాస్గా మార్చడానికి ఆల్గేను ఉపయోగిస్తారు.
చివరగా, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఇంధనంగా మార్చడానికి రసాయన ప్రతిచర్య ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, పరిశోధకులు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను అమ్మోనియా లేదా ఇతర ఆర్గానిక్స్గా మార్చడానికి థర్మోకెమికల్ లేదా ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్లను ఉపయోగిస్తారు, వీటిని ఇంధనంగా ఉపయోగించగల రసాయనాలుగా ప్రాసెస్ చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రిడక్షన్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఫార్మల్ యాసిడ్లుగా లేదా ఫార్మిక్ యాసిడ్ వంటి కర్బన పదార్ధాలుగా మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, తర్వాత ఇవి ఇంధనాలుగా సంశ్లేషణ చేయబడతాయి.
2. CO2ని ఇతర వస్తువులుగా మార్చవచ్చా?
పరస్పర మార్పిడి చేయగల పదార్థాలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మొక్కలు, జంతువులు, సూక్ష్మజీవులు మరియు కొన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి.
మొక్కలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన కన్వర్టర్లు. అవి కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా కార్బన్ డయాక్సైడ్ను సేంద్రీయ పదార్థంగా మారుస్తాయి, తద్వారా జీవులకు అవసరమైన శక్తిని అందిస్తాయి. కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది మొక్కలు సూర్యుని శక్తి నుండి నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్రహించి, ఆక్సిజన్ను విడుదల చేసేటప్పుడు వాటిలోని కార్బన్ అణువులను చక్కెరలు మరియు ఇతర సేంద్రీయ పదార్థాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే ప్రక్రియ. ఈ సేంద్రియ పదార్థాలను మొక్కలు వాటి పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగిస్తాయి మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ కూడా మొక్కల ద్వారా విడుదల చేయబడుతుంది, తద్వారా కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క చక్రాన్ని పూర్తి చేస్తుంది.
జంతువులు మరియు సూక్ష్మజీవులు శ్వాసక్రియ ప్రక్రియ ద్వారా కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఆక్సిజన్గా మార్చగలవు, ముఖ్యంగా సముద్రపు పాచి మొదలైన కొన్ని సముద్ర జీవులు, అవి పెద్ద మొత్తంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ను సేంద్రీయ పదార్థంగా మార్చగలవు, తద్వారా సముద్ర వాతావరణాన్ని మారుస్తాయి.
అదనంగా, కొన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఇతర పదార్థాలుగా మార్చగలవు. ఉదాహరణకు, బొగ్గును కాల్చడం కార్బన్ డయాక్సైడ్ను సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరుగా మార్చగలదు మరియు కాల్షియం కార్బోనేట్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ను కాల్షియం కార్బోనేట్గా మార్చగలదు, వీటిని లోహాలు మరియు సిమెంట్ వంటి పదార్థాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అదనంగా, కొన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను మీథేన్ వంటి హైడ్రోకార్బన్లుగా మార్చగలవు మరియు వాటిని వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తాయి.
సారాంశంలో, మొక్కలు, జంతువులు, సూక్ష్మజీవులు మరియు కొన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఇతర పదార్థాలుగా మార్చడం ద్వారా పర్యావరణాన్ని మార్చగలవు.
3. మనం CO2ని తిరిగి బొగ్గుగా మార్చగలమా?
సిద్ధాంతంలో, ఇది కూడా సాధ్యమే.
బొగ్గు ఎక్కడి నుంచి వచ్చింది? ఇది భూమిలో పాతిపెట్టిన మొక్కల ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. మొక్కలలోని కార్బన్ మూలకం కొన్నిసార్లు మొక్కలు శోషించడం నుండి వస్తుంది కార్బన్ డయాక్సైడ్ గాలిలో మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా వాటిని సేంద్రీయ పదార్థంగా మారుస్తుంది. అందువల్ల, కార్బన్ అణువుల యొక్క అదే సంఖ్యలో మోల్స్ కోసం, కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క శక్తి బొగ్గు కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ప్రకృతిలో, ప్రారంభ శక్తి (ఇగ్నిషన్ వంటివి) సంతృప్తి చెందినప్పుడు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి బొగ్గును కాల్చడం యొక్క ప్రతిచర్య ఆకస్మికంగా కొనసాగుతుంది, అయితే కార్బన్ డయాక్సైడ్ను సేంద్రీయ పదార్థంగా మార్చే ప్రక్రియ ఆకస్మికంగా కొనసాగదు మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా తప్పనిసరిగా వెళ్లాలి మరియు శక్తి సూర్యుడి నుండి వస్తుంది.
మేము కృత్రిమ శుద్ధి గురించి మాట్లాడినట్లయితే, మేము కిరణజన్య సంయోగక్రియ మరియు బొగ్గు నిర్మాణ ప్రక్రియను అనుకరించవచ్చు. అయినా ఆర్థిక ప్రయోజనం ఏమీ లేదు.
4. CO2ని సహజ వాయువుగా మార్చవచ్చా?
అవును, రసాయన పద్ధతి చాలా శక్తిని వినియోగిస్తుంది, కాబట్టి లాభం నష్టానికి విలువైనది.
చెట్లు నాటడం, రూపాంతరం చెందడానికి ప్రకృతిని ఉపయోగించడం, చాలా సమయం పడుతుంది మరియు ప్రతి ఒక్కరి దీర్ఘకాలిక ప్రయత్నాలు మరియు Z-F యొక్క దృఢమైన, స్థిరమైన, ఆచరణాత్మక మరియు సమర్థవంతమైన విధానాలు భూమి యొక్క వృక్షసంపదను పెంచడానికి, తగ్గించడానికి కాదు. వృక్షసంపద కార్బన్ డయాక్సైడ్ను వినియోగించిన తరువాత, భూమి యొక్క క్రస్ట్ యొక్క కదలిక ద్వారా, పురాతన కాలంలో వలె చమురు, మొదలైనవిగా మారుతుంది.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్రహించే ఒక రకమైన ధాన్యం కూడా ఉంది మరియు ధాన్యం మరియు గడ్డి నుండి నేరుగా ఆల్కహాల్ మరియు బయోగ్యాస్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది కూడా ఒక పరివర్తన
5. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ కలిస్తే ఏమి జరుగుతుంది?
కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వివిధ ప్రతిచర్య పరిస్థితులలో వివిధ ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రతిస్పందిస్తుంది:
1. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్య జరిపి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తాయి;
2. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పీడనం కింద మీథేన్ మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తాయి. మీథేన్ అనేది సాధారణ సేంద్రీయ పదార్థం మరియు సహజ వాయువు, బయోగ్యాస్, పిట్ గ్యాస్ మొదలైన వాటిలో ప్రధాన భాగం, సాధారణంగా గ్యాస్ అని పిలుస్తారు;
3. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు మిథనాల్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉత్ప్రేరకం రుథేనియం-ఫాస్ఫిన్-క్రోమియం సమ్మేళనాన్ని జోడిస్తాయి, ఇది సరళమైన సంతృప్త మోనోహైడ్రిక్ ఆల్కహాల్ మరియు ఆల్కహాల్ వాసనతో రంగులేని మరియు అస్థిర ద్రవం. ఇది ఫార్మాల్డిహైడ్ మరియు పురుగుమందులు మొదలైనవాటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సేంద్రియ పదార్ధాల కోసం ఒక సంగ్రహణగా మరియు ఆల్కహాల్ కోసం డీనాట్యురెంట్గా ఉపయోగించబడుతుంది.
6. కార్బన్ డయాక్సైడ్ ను ద్రవ ఇంధనాలుగా మార్చడం
ఇల్లినాయిస్ విశ్వవిద్యాలయంలోని రసాయన శాస్త్రవేత్తలు కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా నీరు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు కనిపించే కాంతి నుండి ఇంధనాన్ని సృష్టించడంలో విజయం సాధించారు. కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ప్రొపేన్ వంటి సంక్లిష్టమైన అణువులుగా మార్చడం ద్వారా, గ్రీన్ ఎనర్జీ టెక్నాలజీ విజయవంతంగా అదనపు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను వినియోగించుకోవడానికి మరియు తక్కువ సూర్యరశ్మి మరియు గరిష్ట శక్తి డిమాండ్ ఉన్న కాలంలో ఉపయోగించేందుకు రసాయన బంధాల రూపంలో సౌర శక్తిని నిల్వ చేయడానికి విజయవంతంగా ముందుకు సాగింది.
సౌర శక్తిని నిల్వ చేయడానికి అధిక-శక్తి గ్లూకోజ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ప్రతిచర్యను నడపడానికి మొక్కలు సూర్యరశ్మిని ఉపయోగిస్తాయి. కొత్త అధ్యయనంలో, సహజ కిరణజన్య సంయోగక్రియలో మొక్కలు ఉపయోగించే కనిపించే ఆకుపచ్చ కాంతిని ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని ఇంధనంగా మార్చడానికి ఉత్ప్రేరకంగా ఎలక్ట్రాన్-రిచ్ గోల్డ్ నానోపార్టికల్స్ను ఉపయోగించి పరిశోధకులు కృత్రిమ ప్రతిచర్యను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ కొత్త ఫలితాలు నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ జర్నల్లో ప్రచురించబడ్డాయి.
"అదనపు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు సౌరశక్తి వంటి స్థిరమైన ఇంధన వనరుల నుండి సంక్లిష్టమైన, ద్రవీకరించదగిన హైడ్రోకార్బన్లను ఉత్పత్తి చేయడమే మా లక్ష్యం" అని కెమిస్ట్రీ ప్రొఫెసర్ మరియు అధ్యయన సహ రచయిత ప్రశాంత్ జైన్ అన్నారు. "ద్రవ ఇంధనాలు అనువైనవి ఎందుకంటే అవి వాయు ఇంధనాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. అవి రవాణా చేయడం సులభం, సురక్షితమైనవి మరియు మరింత పొదుపుగా ఉంటాయి మరియు అవి ఎక్కువ బంధాలతో పొడవైన గొలుసు అణువులతో తయారు చేయబడ్డాయి, అంటే అవి ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత కలిగి ఉంటాయి."
జైన్ ల్యాబ్లో, పోస్ట్డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు మరియు అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత సుంగ్జు యు, గ్రీన్ లైట్ను గ్రహించి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటి రసాయన ప్రతిచర్యకు అవసరమైన ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లను రవాణా చేయడానికి లోహ ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించారు, సహజ కిరణజన్య సంయోగక్రియలో క్లోరోఫిల్గా పనిచేస్తుంది.
బంగారు నానోపార్టికల్స్ ముఖ్యంగా ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి ఎందుకంటే వాటి ఉపరితలాలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువులతో సులభంగా స్పందిస్తాయి, ఇతర తుప్పు పట్టే లోహాల వలె విచ్ఛిన్నం కాకుండా కాంతి శక్తిని సమర్థవంతంగా గ్రహిస్తాయి, జైన్ చెప్పారు.
హైడ్రోకార్బన్ ఇంధనాల రసాయన బంధాలలో నిల్వ చేయబడిన శక్తిని విడుదల చేయడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, దానిని కాల్చే సరళమైన మరియు సాంప్రదాయిక మార్గం ఎక్కువ కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది మొదటి స్థానంలో సౌర శక్తిని సంగ్రహించడం మరియు నిల్వ చేయడం అనే ఆలోచనకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది, జైన్ చెప్పారు.
"ఈ విధంగా తయారు చేయబడిన హైడ్రోకార్బన్ల యొక్క ఇతర సాంప్రదాయేతర అనువర్తనాలు ఉన్నాయి," అని అతను చెప్పాడు. "ఇవి ఇంధన కణాలకు శక్తినిచ్చే కరెంట్ మరియు వోల్టేజీని ఉత్పత్తి చేయగలవు. వాటిని మరింత సమర్థవంతంగా ఎలా తయారు చేయాలనే దానిపై ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనేక ల్యాబ్లు పనిచేస్తున్నాయి." హైడ్రోకార్బన్లోని రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది.

