Наша атмосфера состоит в основном из трех газов, таких как кислород, азот и двуокись углерода. Мы много знаем о преимуществах кислорода и называем углекислый газ вредным газом. Мы не должны забывать, что у каждой монеты есть две стороны, и углерод действительно удивляет, когда речь заходит о преимуществе.
Недавно, 22 декабря, группа исследователей сообщила, что новый катализатор на основе железа превращает диоксид углерода в топливо для реактивных двигателей. Давайте углубимся в детали этой новости и узнаем больше о химической тайне.
Мы знаем, что самолеты выбрасывают большое количество co2 в окружающую среду. Это нарушит озоновый слой и температурный баланс на Земле. Но что, если мы соберем эти газы и используем их в качестве топлива для реактивных двигателей? Разве это не похоже на чудо в пути?
Как и в случае с другими транспортными средствами, в самолетах не может быть батарей, достаточно больших, чтобы работать на электричестве от ветра или солнечной энергии. Однако было бы полезно использовать CO2 вместо нефти для производства топлива для реактивных двигателей, что могло бы уменьшить углеродный след индустрии путешествий, который в настоящее время составляет двенадцать процентов всех выбросов углекислого газа— связанных с транспортом.
ФАКТЫ ОБ ЭТОМ
В настоящее время у нас есть дешевый новый порошок катализатора, и мы создали несколько быстро предлагаемых ингредиентов вместе с железом, которые превращают углекислый газ за чрезвычайно короткий этап.
После помещения в реакционную камеру с избыточным количеством газообразного диоксида углерода катализатор помогает углероду отделяться от молекул диоксида углерода и соединяться с углеродом, образуя молекулы органических соединений, из которых состоит топливо для реактивных двигателей. Оставшиеся атомы кислорода в результате этой химической реакции встречаются с альтернативными атомами газа, образуя воду.
ИСТОРИЯ ЭТОГО ПРОЦЕССА
Долгое время самоотверженности и исследований приносит некоторые плодотворные результаты в будущем. Эксперимент проводил Тяньцунь Сяо, химик из Оксфордского университета. Его коллеги и товарищи по команде протестировали этот новый предлагаемый катализатор на газообразном диоксиде углерода. Он перерабатывается в большой реакционной камере при температуре и давлении 300 ° по Цельсию, что примерно в десять раз превышает загадочный уровень давления газа.
Полная реакция занимает в общей сложности двадцать часов по времени. Катализатор регенерирует тридцать восемь процентов углекислого газа в камере в новый химический продукт. Около сорока восьми процентов этого продукта составляли углеводороды реактивного топлива. Альтернативные побочные продукты включают аналогичные продукты нефтехимии, такие как олефин и пропен. Эти побочные продукты облегчат производство пластмасс.
ОТКУДА ПОЯВИЛАСЬ КОНЦЕПЦИЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ CO2 В ТОПЛИВО ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ?
Изменение климата происходит быстро, и у нас огромные выбросы углекислого газа, и это главная причина, которая привлекает всех исследователей так долго работать над этим, снова и снова, чтобы вернуться к некоторым плодотворным результатам.
“Инфраструктура топлива из органических соединений уже существует. Этот метод может способствовать смягчению последствий глобального изменения климата и использованию этой углеродной инфраструктуры для устойчивого развития ”.
МЫСЛЬ, СТОЯЩАЯ ЗА ЭТИМ НЕВЕРОЯТНЫМ ОТКРЫТИЕМ: ВКРАТЦЕ
При сжигании ископаемого топлива, такого как нефть или ископаемое топливо, единицей измерения площади углеводородов является газообразный диоксид углерода, а единицами измерения площади воды и энергии — выброс. Этот эксперимент переворачивает {метод}, чтобы показать, что газообразный диоксид углерода возвращается к неправильному обращению с топливом, стратегии, называемой методом органического сжигания (OCM).
Добавляя тепло (350 градусов по Цельсию, то есть 662 градуса по Фаренгейту) к кислоте, водороду и катализатору, изготовленному из железа, марганца и металла к углекислому газу, команда смогла получить жидкое топливо, которое добавит реактивный двигатель. В результате эксперимента был создан реактор из нержавеющей стали, в котором было получено всего несколько граммов вещества.
В лаборатории углекислый газ поступал из баллона. Однако (идея была продумана) для адаптации концепции к жизненному миру было бы улавливать огромное количество газа либо с завода, либо непосредственно из воздуха, чтобы избавиться от него в окружающей среде.
Углекислый газ является самым распространенным из парниковых газов, вызывающих потепление планеты, и образуется на заводах, автомобилях и при сжигании древесины, а также при лесных пожарах и подсечно-огневом земледелии. Удаление его из атмосферы способствовало бы сокращению нагрева, хотя выбросы углерода во всем мире растут в течение последних нескольких десятилетий. Районные единицы находятся на пути к оздоровлению земли на пару градусов Цельсия к концу столетия.
ЭКОНОМИЧНЫЙ
Сяо и его коллеги говорят, что новая методология будет дешевле, чем существующие стратегии, которые превращают газ и воду в топливо, метод, называемый химическим изменением. Прежде всего, это потребляло бы меньше электроэнергии. Сяо предусматривает установку завода по производству реактивного топлива рядом со сталелитейным или цементным заводом или электростанцией, работающей на угле, и улавливание избытка углекислого газа для получения топлива.
Метод может включать поглощение углекислого газа из атмосферы. Это называется прямым улавливанием воздуха. Катализатора, который сделает свое дело, на земле в избытке, и для этого требуется меньше шагов, чем для альтернативных стратегий синтеза химикатов с высокой добавкой.
Эта мысль кажется многообещающей, если авторы найдут способ перейти от производства крошечных количеств топлива для реактивных двигателей в исследовательской лаборатории к созданию больших количеств в чрезвычайно опытном самолете. “Это будет выглядеть совершенно по-другому, и он обожает, что это может сработать”.
ПРЕИМУЩЕСТВА ЭТОГО МЕТОДА
За последние несколько десятилетий авиационный бизнес и исследователи стали единым целым, оказывающим комбинированное воздействие, чтобы заставить одну вещь искать способы сократить предполагаемый “углеродный след”. В то время как некоторые из реакций поняты ранее с использованием металла или некоторых дорогих деталей.
Эти процессы были дорогостоящими и включали в себя несколько стадий химических реакций. Инициативы предусматривают компенсацию выбросов углерода путем посадки деревьев или инвестиций в возобновляемые источники энергии для восполнения большого количества диоксида, ежедневно выбрасываемого воздушными рейсами.
Недавно открытый метод является доступным и включает в себя одностадийную реакцию. Альтернативные предложения включают эксперименты с массовыми экологически чистыми источниками топлива и атомным номером 1 или полную отмену требования использовать ископаемое топливо с чисто электрическими двигателями.
В настоящее время метод проводился исключительно в лабораторных условиях и хотел бы быть воспроизведен и расширен, чтобы стать жизнеспособным выбором для авиационной отрасли. Этот углекислый газ извлекается из воздуха и повторно выделяется из реактивного топлива после сгорания на крыле; общее воздействие может быть углеродно-нейтральным топливом.
Это контрастирует с реактивным топливом, получаемым из органических соединений, ископаемых источников, где метод сжигания высвобождает ископаемый углерод и помещает его в атмосферу, обеспечивая долговечность, в виде воздушного углерод-диоксид углерода. Однако инженеры-химики, стоящие за этим методом; заверили, что это может “изменить правила игры” в долгосрочной перспективе экономичных полетов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В этом новом эксперименте газообразный диоксид углерода извлекается из воздуха и повторно выделяется из реактивного топлива после сгорания на крыле. Общее воздействие может быть углеродно-нейтральным топливом.
Это контрастирует с реактивным топливом, получаемым из органических соединений, ископаемых источников, где метод сжигания высвобождает топливный углерод и выводит его в атмосферу в виде двуокиси углерода в воздухе.