Перейти к содержанию

Новости высоких технологий

Выделяемый в процессе сжигания топлива в производственных единицах и в двигателях машин, диоксид углерода (двуокись углерода, CO2), превращение в камень, как полагают ученые, предотвращения глобального потепления, продолжает накапливаться в атмосфере, и, как полагают, становится причиной изменения климата. Но деревья и другие растения поглощают содержащийся в атмосфере углекислый газ, преобразуя его в содержат энергии сахара. Может ли углекислый газ стал использовать в качестве топлива?

В подробности, использование двуокиси углерода на благо развития человеческой цивилизации рассматривались в статье, опубликованной на ресурсе sciencedaily.com Примечание: «A new leaf: Scientists turn carbon dioxide back into fuel».

Новое исследование было проведено Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) департамента энергетики США (U. S. Department of Energy) и Илинойсским из университета Чикаго (University of Illinois at Chicago). Ученые нашли способ преобразовать углекислый газ в ценный источник энергии, под воздействием солнечного света, который похож на то, что происходит на предприятиях.

Основным препятствием является то, что двуокись углерода относительно плохо вступает в химические реакции, очень трудно превратить во что-либо иное, отмечает автор проведенного исследования, вещество, АНЛ (Ларри Картисс (Ларри Кертис).

Для преобразования углекислого газа в топливо, которое может быть использовано, Ларри Картиссу и его коллеги должны найти катализатор — определенная связь, которая может сделать то, что углекислый газ в большей степени способны вступать в химические реакции.

В процессе преобразования углекислого газа из атмосферы в сахар, растения используют органический катализатор, называемый энзим (фермент). Исследователи использовали металлическое соединение — селенид вольфрама(IV) (tungsten diselenide) в виде хлопьев наноразмера (nanosized хлопья), благодаря чему было максимально увеличить площадь поверхности, и это расширило возможности вступления в химические реакции.

Если растения превращают углекислый газ в сахара исследователи из Аргоннской национальной лаборатории, работали для преобразования двуокиси углерода, окиси углерода. Угарный газ также применяется в отношении парниковых газов, но это легче, что диоксид углерода вступает в химические реакции, и ученые уже имеют способов преобразования окиси углерода в топливе, что может быть использовано, например, метанола.

Второй из авторов проведенного исследования, физик из Аргоннской национальной лаборатории (Питер Полный (Питер Zapol), отмечает, что производство топлива из окиси углерода и более эффективным, чем поиск производить непосредственно двуокиси углерода.

Несмотря на реакцию, которая используется для преобразования двуокиси углерода в окись углерода, отличается от тех, что встречаются в природе, требует внесения некоторых основ фотосинтеза. Ларри Картисс объясняет, в чем состоят различия:

[Процесс] фотосинтеза деревьев необходима энергия, света, воды и двуокиси углерода, чтобы создать топливо; в [течение] наш эксперимент, ингредиенты те же, но продукт отличается.

In factors, trees need energy from light, water and carbon dioxide in order to make their fuel; in our experiment, the ingredients are the same, but the product is different.

Начала реакции достаточно похож на природный процесс. Группа исследователей смогла создать нечто похожее на «листовой искусственный», в состоянии выполнить все три шага реакции. Первый шаг заключается в доход фотонов, пакеты, свет, превращаясь в пар электронов, отрицательно заряженных и корреспондируются с положительно заряженными «дырками», которые отделены друг от друга.

На втором этапе «дыры», в свою очередь, реагируют с молекулами воды, производя фотоны и молекулы кислорода. И, в конечном счете, протоны, электроны и двуокись углерода, вступая друг с другом в реакцию, производят окись углерода и воду.

Питер Преодолеть отмечает:

Мы сжигаем большое количество различных видов углеводородного сырья, таких как уголь, нефть и бензин — что найти экономически эффективным, чтобы сделать химические виды топлива, пригодные для повторного использования с помощью солнечного света может иметь большое значение.

We burn so many different kinds of углеводородов — like coal, oil or. — that finding an Economical аварийные way to make chemical fuels более повторно используемые with the help of sunlight might have a big impact.

Следуя этой цели, исследователи также показали, что рассмотренная выше реакция происходит с минимальными потерями энергии, что делает процесс очень эффективным. Питер Преодолеть объясняет эту важную мысль:

Что менее эффективна реакция, тем больше будет расход энергии на повторное использование диоксида углерода, так что производительность реакции имеет решающее значение.

The less efficient реактивных is the higher the energy cost to recycle carbon dioxide, so having an efficient Use is crucial.

Ларри Картисс также отмечает, что селенид вольфрама является катализатором очень прочны, что не хватает более 100 часов, что для катализатора очень высокая характеристика.

Результаты исследования «Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid, были опубликованы в журнале Science. Большая часть экспериментальной работы была проведена в Илинойсском Чикагского университета, в то время как вычислительная работа была проведена в Аргоннской национальной лаборатории.

Исследования в направлении применения диоксида углерода в качестве топлива, имеют определенную историю. Ранее, ученые смогли получить керосин из воды и углекислого газа. Кроме того, ученые в ходе одностадийного процесса был получен жидкого топлива из СО2 и воды.

Природа не только полна многих удивительных загадок — например, Накопленная в деревьях, в воде, вероятно, может вызвать грозы. Также в состоянии убедить ученых решений, важных для человечества задач и оказания помощи, в частности, и в поиске новых видов топлива.

Будет ли назначена человеческой цивилизации в атмосфере двуокиси углерода, со временем, превратиться в новый источник энергии?

«Трансформируется «лист искусственный» углекислый газ в топливо?
Олег Довбня