Karbonat angidridni yoqilg'iga aylantirish mumkinmi?
1. CO2 ni yoqilg'iga qanday aylantirish mumkin?
Birinchidan, konvertatsiya qilish uchun quyosh energiyasidan foydalanish karbonat angidrid va suv yoqilg'iga aylanadi. Tadqiqotchilar vodorod, uglerod oksidi yoki metan kabi gazlarni ishlab chiqarish uchun karbonat angidrid va suvni ajratish uchun quyosh energiyasidan foydalanadilar, keyin ularni yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan kimyoviy moddalarga aylantirish uchun qayta ishlanadi. Shunday qilib, olimlar Zviack reaktsiyasi (Zviack) uchun zarur bo'lgan karbonat angidridni karbon monoksitga aylantirishga muvaffaq bo'lishdi.
Ikkinchidan, mikroblar karbonat angidridni organik moddalarga aylantirish uchun ishlatiladi. Fotosintezni amalga oshirish, yorug'lik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri kimyoviy energiyaga aylantirish va biomassa yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun karbonat angidridni shakar kabi organik moddalarga aylantirish uchun mikroorganizmlardan (jumladan, suv o'tlari va bakteriyalar va boshqalar) foydalanish. Masalan, tadqiqotchilar yosunlardan quyosh energiyasi va karbonat angidridni neft va boshqa biomassaga aylantirish uchun biodizel va biobenzin kabi narsalarni ishlab chiqarish uchun foydalanadilar.
Nihoyat, karbonat angidridni yoqilg'iga aylantirish uchun kimyoviy reaktsiya qo'llaniladi. Misol uchun, tadqiqotchilar karbonat angidridni ammiak yoki boshqa organik moddalarga aylantirish uchun termokimyoviy yoki elektrokimyoviy reaktsiyalardan foydalanadilar, keyinchalik ular yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan kimyoviy moddalarga qayta ishlanadi. Masalan, elektrokimyoviy qaytarilish karbonat angidridni formal kislotalarga yoki chumoli kislotasi kabi organik moddalarga aylantirish uchun ishlatiladi, keyinchalik ular keyinchalik yoqilg'iga sintezlanadi va hokazo.
2. CO2 ni boshqa narsalarga aylantirish mumkinmi?
O'zaro aylanishi mumkin bo'lgan moddalar karbonat angidrid o'simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlar va ba'zi kimyoviy reaktsiyalarni o'z ichiga oladi.
O'simliklar karbonat angidridning eng muhim konvertorlaridir. Ular fotosintez orqali karbonat angidridni organik moddalarga aylantiradi va shu bilan organizmlar uchun zarur bo'lgan energiyani ta'minlaydi. Fotosintez - bu o'simliklar quyosh energiyasidan suv va karbonat angidridni o'zlashtiradigan jarayon, so'ngra ulardagi uglerod atomlaridan shakar va boshqa organik moddalar hosil qilish uchun kislorod chiqaradi. Bu organik moddalar o'simliklar tomonidan ularning o'sishi va ko'payishi uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi va karbonat angidrid ham o'simliklar tomonidan chiqariladi va shu bilan karbonat angidrid aylanishini yakunlaydi.
Hayvonlar va mikroorganizmlar, shuningdek, nafas olish jarayoni orqali karbonat angidridni kislorodga aylantirishi mumkin, ayniqsa dengiz o'tlari va boshqalar kabi ba'zi dengiz organizmlari, ular ko'p miqdorda karbonat angidridni organik moddalarga aylantira oladi va shu bilan dengiz muhitini o'zgartiradi.
Bundan tashqari, ba'zi kimyoviy reaktsiyalar karbonat angidridni boshqa moddalarga aylantirishi mumkin. Misol uchun, ko'mirni yoqish karbonat angidridni oltingugurt dioksidi va suvga aylantirishi mumkin, kaltsiy karbonat esa karbonat angidridni kaltsiy karbonatga aylantirishi mumkin, bu esa metall va tsement kabi materiallarni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, ba'zi kimyoviy reaktsiyalar karbonat angidridni metan kabi uglevodorodlarga aylantirishi va ularni turli maqsadlarda ishlatishi mumkin.
Xulosa qilib aytganda, o'simliklar, hayvonlar, mikroblar va ba'zi kimyoviy reaktsiyalar karbonat angidridni boshqa moddalarga aylantirish orqali atrof-muhitni o'zgartirishga qodir.
3. CO2 ni yana ko'mirga aylantira olamizmi?
Nazariy jihatdan, bu ham mumkin.
Ko'mir qayerdan kelgan? U erga ko'milgan o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi. O'simliklardagi uglerod elementi ba'zan o'simliklarning so'rilishidan kelib chiqadi karbonat angidrid havoda va ularni fotosintez orqali organik moddalarga aylantiradi. Shuning uchun uglerod atomlarining bir xil miqdordagi mollari uchun karbonat angidridning energiyasi ko'mirnikidan past bo'ladi. Shuning uchun tabiatda ko'mirni yoqish reaktsiyasi karbonat angidrid hosil bo'lishi uchun dastlabki energiya (masalan, yonish) qondirilganda o'z-o'zidan borishi mumkin, ammo karbonat angidridni organik moddalarga aylantirish jarayoni o'z-o'zidan keta olmaydi va fotosintez orqali o'tishi kerak va energiya quyoshdan keladi.
Agar sun'iy tozalash haqida gapiradigan bo'lsak, biz fotosintez va ko'mir hosil bo'lish jarayonini taqlid qilishimiz mumkin. Biroq, umuman iqtisodiy foyda yo'q.
4. CO2 ni tabiiy gazga aylantirish mumkinmi?
Ha, kimyoviy usul juda ko'p energiya sarflaydi, shuning uchun daromad yo'qotishga arziydi.
Daraxt ekish, tabiatni o‘zgartirish uchun foydalanish ko‘p vaqt talab etadi va har bir insonning uzoq muddatli sa’y-harakatlarini va Z-F ning qat’iy, izchil, amaliy va samarali siyosatini yerning o‘simliklarini kamaytirmaslik, ko‘paytirishni talab qiladi. O'simliklar karbonat angidridni iste'mol qilgandan so'ng, er qobig'ining harakati orqali u qadimgi davrlardagi kabi neftga aylanadi va hokazo.
Bundan tashqari, karbonat angidridni o'zlashtiradigan va to'g'ridan-to'g'ri don va somondan spirt va biogaz ishlab chiqaradigan don turi mavjud, bu ham transformatsiyadir.
5. Karbonat angidrid va vodorod aralashganda nima sodir bo'ladi?
Karbonat angidrid va vodorod turli xil reaksiya sharoitlarida turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun reaksiyaga kirishishi mumkin:
1. Karbonat angidrid va vodorod yuqori haroratda uglerod oksidi va suv hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi;
2. Karbonat angidrid va vodorod yuqori harorat va yuqori bosim ostida reaksiyaga kirishib, metan va suv hosil qiladi. Metan - eng oddiy organik modda va tabiiy gaz, biogaz, chuqur gaz va boshqalarning asosiy komponenti, odatda gaz sifatida tanilgan;
3. Karbonat angidrid va vodorod yuqori haroratda reaksiyaga kirishib, katalizator ruteniy-fosfin-xrom birikmasini qo‘shib metanol hosil qiladi, bu eng oddiy to‘yingan bir atomli spirt bo‘lib, rangsiz va uchuvchan suyuqlik bo‘lib, spirt hidiga ega. U formaldegid va pestitsidlar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va organik moddalar uchun ekstraktor va alkogol uchun denaturant sifatida ishlatiladi.
6. Karbonat angidridni suyuq yoqilg'iga aylantirish
Illinoys universiteti kimyogarlari sun'iy fotosintez orqali suv, karbonat angidrid va ko'rinadigan yorug'likdan yoqilg'i yaratishga muvaffaq bo'lishdi. Karbonat angidridni propan kabi murakkabroq molekulalarga aylantirish orqali yashil energiya texnologiyasi ortiqcha karbonat angidriddan foydalanish va quyosh energiyasini quyosh nuri kam bo'lgan va energiya talabining eng yuqori cho'qqisi davrida foydalanish uchun kimyoviy aloqalar shaklida saqlash uchun muvaffaqiyatli oldinga siljidi.
O'simliklar quyosh energiyasini saqlash uchun yuqori energiyali glyukoza ishlab chiqarish uchun suv va karbonat angidridning reaktsiyasini boshqarish uchun quyosh nuridan foydalanadi. Yangi tadqiqotda tadqiqotchilar o'simliklar tabiiy fotosintezda foydalanadigan ko'rinadigan yashil yorug'lik yordamida karbonat angidrid va suvni yoqilg'iga aylantirish uchun katalizator sifatida elektronga boy oltin nanozarrachalaridan foydalangan holda sun'iy reaksiya ishlab chiqdilar. Ushbu yangi topilmalar Nature Communications jurnalida chop etildi.
"Bizning maqsadimiz - ortiqcha karbonat angidrid va quyosh energiyasi kabi barqaror energiya manbalaridan murakkab, suyultiriladigan uglevodorodlarni ishlab chiqarishdir", dedi kimyo professori va tadqiqot hammuallifi Prashant Jain. "Suyuq yoqilg'i ideal, chunki ular gazsimon yoqilg'ilarga mos keladi. Ularni tashish osonroq, xavfsizroq va tejamkor bo'lib, ular ko'proq bog'langan uzun zanjirli molekulalardan iborat, ya'ni ular energiya zichroqdir."
Jainning laboratoriyasida doktorlikdan keyingi tadqiqotchi va tadqiqotning birinchi muallifi Sungju Yu metall katalizatordan yashil yorug'likni yutish va tabiiy fotosintezda xlorofill rolini o'ynaydigan karbonat angidrid va suvning kimyoviy reaktsiyasi uchun zarur bo'lgan elektron va protonlarni tashish uchun foydalangan.
Oltin nanozarrachalari katalizatorlar sifatida ayniqsa yaxshi ishlaydi, chunki ularning sirtlari karbonat angidrid molekulalari bilan oson reaksiyaga kirishadi va boshqa zangga moyil metallar kabi parchalanmasdan yorug'lik energiyasini samarali o'zlashtiradi, dedi Jeyn.
Uglevodorod yoqilg'ilarining kimyoviy aloqalarida saqlanadigan energiyani chiqarishning ko'plab usullari mavjud. Biroq, uni yoqishning oddiy va an'anaviy usuli ko'proq karbonat angidrid ishlab chiqarishga olib keladi, bu birinchi navbatda quyosh energiyasini olish va saqlash g'oyasiga zid keladi, dedi Jeyn.
"Uglevodorodlarning boshqa noan'anaviy qo'llanilishi ham bor", dedi u. "Ular yonilg'i xujayralarini quvvatlantirish uchun oqim va kuchlanish hosil qilishi mumkin. Dunyo bo'ylab ularni samaraliroq qilish bo'yicha ko'plab laboratoriyalar ishlamoqda." uglevodorodlardagi kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantiradi”.
