Выделяющееся при сжигании топлива на заводах и в двигателях автомобилей в атмосферу двуокись углерода (диоксид углерода, СО2), преобразование которого камень может, как считают ученые, чтобы предотвратить потепление продолжает накапливаться в атмосфере и способствует изменению климата. Но деревья и другие растения постепенно поглощают атмосферный углекислый газ, преобразуя его в энергию, содержащих сахар. Является ли углекислый газ используется в качестве топлива?
Более подробно использование углекислого газа на благо человеческой цивилизации были рассмотрены в опубликованной ресурсом sciencedaily.com в статье «новый лист: ученые превращают углекислый газ обратно в топливо.
Было проведено новое исследование с Аргоннской национальной лабораторией (Аргоннская Национальная Лаборатория) Министерства энергетики США (Министерство энергетики США) и университета Illinojsky Чикаго (Университет штата Иллинойс в Чикаго). Ученые нашли способ преобразования углекислого газа в полезный источник энергии при воздействии солнечного света, который похож на то, что происходит в процессе установки.
Основным препятствием является то, что углекислый газ является относительно плохая химических реакций, трудно конвертировать в что-нибудь еще, Автор проведенного исследования химик, Аргоннская национальная лаборатория Ларри Кертис (Ларри Кертис).
Для преобразования углекислого газа в топливо, которое может использоваться Кертисс Ларри и его коллегам нужно найти катализатор — определенные связи, которые могут сделать атмосферу углекислого газа больше, способны вступать в химические реакции.
В процессе преобразования углекислого газа из атмосферы в сахар растения используют органический катализатор под названием энзим (фермент). Исследователи использовали металлическое соединение — селенид вольфрама(IV), в (диселенид вольфрама) в виде хлопьев нано-масштаба (наноразмерных чешуек), который был максимально увеличенной площадью поверхности и расширяет способности вступать в химическую реакцию.
Если растения превращают углекислый газ в сахара, исследователи из Аргоннской национальной лаборатории работали над конверсией диоксида углерода в монооксид углерода. Угарный газ также относится к парниковым газам, но это проще, чем углекислый газ вступает в химические реакции, и ученые уже способы преобразования окиси углерода в топливо, которые могут быть использованы, например, метанол.
Второй из авторов исследования, физик из Аргоннской национальной лаборатории Петер филл-Петр Запольский), отмечает, что производство топлива из окиси углерода более эффективно, что стремление производить непосредственно из углекислого газа.
Хотя реакция, которая используется для преобразования диоксида углерода в монооксид углерода отличается от тех, которые происходят в природе, он требует включения некоторых основ фотосинтеза. Ларри Кертис объясняет, в чем разница:
В [процесс] фотосинтеза деревья нуждаются в энергии из света, воды и углекислого газа, чтобы создать топливо; в [течение] нашего эксперимента те же ингредиенты, но товар разный.
В процессе фотосинтеза, деревья нуждаются в энергии света, воды и углекислого газа, чтобы топливо; в нашем эксперименте, ингредиенты те же, но товар разный.
Начало реакции в достаточной степени похож на естественный процесс. Команде исследователей удалось создать что-то вроде «искусственный лист», способный выполнять все три шага реакции. Первый шаг в поток фотонов, лучам света, которые преобразуются в пары отрицательно заряженных электронов, и отражены в положительно заряженные «дырки», которые отделены друг от друга.
На втором этапе, «дыра», в свою очередь, вступают в реакцию с молекулами воды, производя фотоны и молекулы кислорода. И, в конечном счете, протонов, электронов и углекислый газ, вступая друг с другом в реакцию до монооксида углерода и воды.
Питер наполнен нотами:
Мы сжигаем так много различных типов углеводородов, таких как уголь, нефть и бензин, — что нахождение экономичных способов заработать химических топлив в большей степени пригодны для повторного использования с помощью солнечного света может сделать большую разницу.
Мы сжигаем очень много различных видов углеводородного сырья, как уголь, нефть или бензин — это экономичный способ сделать химического топлива более многоразовый с помощью солнечного света может иметь большое влияние.
Следуя цели, исследователи также показали, что реакция происходит с минимальными потерями энергии, что делает процесс очень эффективным. Петер филл,-объясняет этот важный момент:
Чем меньше эффективное реакция, чем выше потребление энергии для повторного использования углекислого газа, поэтому эффективность реакции имеет решающее значение.
Чем меньше эффективное реакция, тем выше стоимость энергии, чтобы переработать углекислый газ, поэтому наличие эффективной реакции имеет решающее значение.
Ларри Кертис также отмечает, что селенид вольфрама катализатора очень прочный, который длится более 100 часов, что является катализатором является очень высокой.
Результаты исследования «Наноструктурные электрокатализаторы / дихалькогенид переходных металлов для сокращения выбросов СО2 в среде ионных жидкостей» был опубликован в журнале Science. Большая часть экспериментальной работы была проведена в университете Illinoisan в Чикаго, в то время как вычислительные работы проводились в национальной лаборатории в Аргонне.
Исследования в области применения углекислого газа в качестве топлива имеют определенную историю. Ранее ученые смогли получить керосин из воды и углекислого газа. Кроме того, ученые в ходе одностадийного процесса было получено жидких топлив из СО2 и воды.
Природа не только несет в себе много удивительных головоломок — например, накопленные в деревья, вода может вызвать грозы. Он также может дать ученым пути решения важных социальных проблем и помочь им в том числе в поиске новых видов топлива.
Ли выделяемый человеческой цивилизации в атмосфере углекислого газа со временем стать новым источником энергии?
У вас есть «искусственный лист» углекислый газ в топливо?
Олег Довбня