15 декември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Как да направим полезно замърсяването на въздуха

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 05 октомври 2015 в 11:0928140
Снимка: Tang Yau Hoong

Американски учени представиха проект за технология, която позволява въглеродния двуокис от изгарянето на изкопаеми горива да се извлича от атмосферата и повторно да се използва за производството на горива.

Списание Science разказва как работи системата. Автор на разработката е Стюарт Лихт (Stuart Licht) от университета Джордж Вашингтон, щата Вашингтон. Статията за нея е публикувана в списанието на Advanced Science.

Подобни технологии са предлагани и преди, но методът, предложен от Лихт е най-ефективен от досегашните. Енергията се произвежда с помощта на Слънцето и водата, т.е. - от възобновяеми източници, а успоредно въздухът се пречиства от CO2, който участва в реакцията. Всъщност водата взаимодейства с въглеродния диоксид и в резултат се получават молекули водород (H2) и въглероден оксид (CO).

Не може да минем без течни горива

Пълният отказ от изкопаеми горива е нереалистичен. Специалистите смятат, че още дълго време няма да можем да се откажем от петрола и другите течни горива. Традиционното течно гориво има очевидни предимства.

На първо място, той се транспортира удобно. До всяка точка на планетата може да се закара бензинов генератор, който да осигури на място всички основни блага на цивилизацията. Често това е по-лесно, по-евтино и по-удобно и така ще бъде дълго време. Да не говорим, че петролът е ценна и в много случаи незаменима суровина за химическата промишленост.

Същото се отнася и за горивата за авиацията. Историята на самолета Solar Impulse показва, че тази технология е много далече от реална конкуренция със съвременните самолети.

Налице е спешна нужда от технология, преобразуваща енергия от възобновяеми източници в течни горива като страничен ефект е намаляването на въглеродния диоксид в атмосферата. Всъщност това е същото, което правят растенията - преобразуват слънчевата светлина и въглеродния диоксид в хранителните вещества, от които се нуждаят.

Според химика Джон Кийт (John Keith) от Университета в Питсбърг в Пенсилвания, разрешаването на този проблем е равностойно на полет до Луната - реалистично е, но се иска много работа.

Как работи методът

Основният проблем на технологията е, че молекула СО2 е доста стабилна. Тя може да бъде заставена да реагира с други молекули само с помощта на висока температура, ток, или и двете заедно, както е направил Лихт и екипът му.

Първата стъпка обикновено се състои в това да се откъсне един от кислородните атоми от молекулата на CO2 и да се създаде молекула CO - въглероден оксид. Тя може да се комбинира с водород (Н2), като се получава така нареченият синтетичен газ. А той може вече да се превърне в метанол, който може да се използва като гориво или директно да се превърне в други съединения в зависимост от целите. 

В предложената от Лихт и екипа му система се използват високоефективни соларни панели, преобразуващи 38% от постъпващата светлина в електрическа енергия. След това електричеството се довежда до две клетки, за да стане катализатор на химичната реакция - в едната се разлагат молекулите вода, а във втората - молекулите въглероден диоксид. Освен това, останалата енергия загрява клетките до няколко стотин градуса, при което се изразходва около една четвърт по-малко електроенергия за разцепване на молекулите. В резултат на това 50% от слънчевата енергия може да се превърне в химическо гориво.

Варианти и перспективи на технологията 

Подобни технологии се разработват и от други учени от цял ​​свят.

В Исландия, компанията Carbon Recycling International още през 2012 г. откри завод, в който синтетичният газ се произвежда с помощта на енергия от възобновяеми източници. За производството на електроенергия се използват геотермални източници, по-нататък методът е подобен - крайният продукт се получава от вода и въглероден двуокис. По очевидни причини, исландската технологията не може да се използва навсякъде по света.

През 80-те години на миналия век японски учени са установили, че реакцията протича при достатъчно ниски температури, ако електродите са направени от злато. През 2012 г. Матю Кенън  (Matthew Kanan) от Станфордския университет усъвършенства този метод. Той предлага да се използват електроди, изработени от тънък слой злато, разделен на наноразмерни кристали. Така разходът на електроенергия се намалена наполовина, а активността на катализатора се увеличава почти десетократно. Но цената на златото не позволява технологията да се развие в промишлени мащаби.

Сега също се тества метод, предложен от химици от Университета на Делауеър, САЩ, в който вместо злато се използват сребърни наночастици, а дори и цинк. Предполага се, че учените са успели да постигнат почти същата ефективност, а без използването на злато и стойността на използването на такава технология вече ще е много по-евтино.

Друг обещаващ вариант се изпитва от учени от Университета на Калифорния в Бъркли (САЩ). През август 2015 г. те представиха технология, използваща силно порьозен кристален материал от органични съединения в комбинация с атоми кобалт и мед. Технологията позволява да се разделят молекулите CO2 със скорост 240 хиляди на час. Тя е много по-висока в сравнение с други методи при стайна температура. Освен това позволява да се прескочи фазата за синтетичен газ и да се премине директно към създаването на различни съединения, представляващи течни горива.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Технологии
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.