2 августа, 2016 
AdminGWP
Выделяется в процессе сгорания топлива на производственных предприятиях и в двигателях внутреннего сгорания машины, углекислый газ (двуокись углерода, CO2), трансформация которых в камень может быть, как считают ученые, предотвратить потепление, продолжает накапливаться в атмосфере и, как считается, становится причиной изменения климата. Но деревья и другие растения медленно усваивается, которые расположены в атмосферу углекислый газ, превращая его содержат энергию сахара. Является ли углекислый газ повторно используется в качестве топлива?
Более подробно тема использует углекислого газа на благо человеческой цивилизации сказано в опубликованном ресурс sciencedaily.com ноты «A new leaf: Scientists turn carbon dioxide back into fuel».
Новое исследование было проведено Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) Министерства энергетики США (U. S. Department of Energy) и Илинойсским университета в Чикаго (University of Illinois at Chicago). Учеными был найден способ преобразования углекислого газа в полезный источник энергии под действием солнечного света, который, как то, что происходит в растениях процессе.
Основным препятствием является то, что двуокись углерода сравнительно плохо вступает в химические реакции, его трудно превратить во что-то другое, автор проведенного исследования, химик Аргоннской национальной лаборатории Лэрри Картисс (Larry Curtiss).
Чтобы преобразовать углекислый газ в топливо, которое может использоваться, Лэрри Картиссу и его коллегами было необходимо найти катализатор — определенное соединение, которое может углекислый газ в большей степени способны вступать в химические реакции.
В процессе преобразования углекислого газа из атмосферы в растения используют сахар органический катализатор, называется ферментом (энзимом). Исследователям использовать металлическое соединение — селенид вольфрама(IV) (tungsten diselenide) в виде хлопьев наноразмера (nanosized flakes), благодаря которой максимально увеличивается площадь и расширяется возможность к вступлению в химические реакции.
Если растения превращают углекислый газ в сахар, исследователи из Аргоннской национальной лаборатории работали над преобразованием углекислого газа в монооксид углерода. Монооксид углерода также относится к парниковым газам, но легче, чем углекислый газ, вступают в химические реакции, и ученые уже имеют способы конверсии монооксида углерода в топливо, которые могут быть использованы, например, метанол.
Второй из авторов проведенного исследования, физик из Аргоннской национальной лаборатории Питер Запол (Peter Zapol), отмечает, что производство топлива из окиси углерода более эффективно, что желание его непосредственно от углекислого газа.
Хотя реакция, которая используется для преобразования диоксида углерода в монооксид углерода отличается от тех, которые существуют в природе, она требует включения в нее некоторые основы фотосинтеза. Лэрри Картисс говорит, в чем состоят различия:
В [процессе] фотосинтеза деревья нуждаются в энергии из света, воды и углекислого газа для того, чтобы создать себе топливо; в [течение] нашего эксперимента ингредиенты те же, но продукт другой.
In photosynthesis, 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.
Запуск реакции в достаточной степени, как естественном процессе. Команда исследователей удалось создать что-то вроде «искусственный лист», способному реализовать все три этапа реакции. Первый шаг состоит в получении фотона, пакет света, которые преобразуются в пары отрицательно заряженных электронов и корреспондируются с положительно заряжен «дыр», которые отделены друг от друга.
На втором этапе «дыры», в свою очередь, реагирует с молекулами воды, производство фотоны и молекулы кислорода. И, в конце концов, протоны, электроны и двуокись углерода, вступая друг с другом в реакцию, продукты, монооксид углерода и воду.
Питер Запол сказал:
Мы сжечь так много различных видов углеводородов — таких как уголь, нефть и бензин, — что найти экономного способа химические виды топлива в большей степени подходит для повторного использования с помощью солнечного света может иметь большое значение.
We burn so many different kinds of hydrocarbons — like coal, oil or gasoline — that finding an предложения человеческий и экономичный способ to make chemical fuels more reusable with the help of sunlight might have a big impact.
Следуя цели, исследователи также показали, что дать больше реакция происходит с минимальными потерями энергии, что делает процесс очень эффективным. Питер Запол объясняет эту важную мысль:
Чем меньше эффективное реакция, тем больше расход энергии для повторного использования углекислого газа, так что эффективность реакции является решающим.
The less efficient a реакция is, the higher the energy cost to recycle carbon dioxide, so having an efficient реакции является решающим.
Лэрри Картисс также отмечает, что селенид вольфрама является катализатором очень длительного использования, которого достаточно для более чем 100 часов, что для катализатора очень высоких характеристик.
Результаты исследования «Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 сокращение in ionic liquid» были опубликованы в журнале Science. Большая часть экспериментальных работ была выполнена в Илинойсском университете в Чикаго, в то время как вычислительная работа была проведена в Аргоннской национальной лаборатории.
Исследования в направлении 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 жидкое топливо из CO2 и воды.
Природа не только таит в себе множество удивительных головоломок — например, картон в деревьях вода, вероятно, может вызвать грозы. Она также способна стимулировать ученый, способы решения важных для человечества задач, и, чтобы помочь им в этом, в том числе и в поиске новых видов топлива.
Вы выиграли человеческой цивилизации в атмосферу углекислый газ со временем стать новым источником энергии?
Будет ли «искусственный лист» двуокись углерода в топливо?
Олег Довбня
Опубликовано в рубрике