Auto >> машина >  >> Двигатель
  1. Авто ремонт
  2. Уход за автомобилем
  3. Двигатель
  4. Электромобиль
  5. Автопилот
  6. Автомобиль Фото

Можем ли мы сделать выхлопные трубы, которые улавливают CO2?


Галерея изображений:экологические проблемы Смог над Пекином, Китай, май 2008 г. Страна является крупнейшим источником выбросов углекислого газа; Соединенные Штаты занимают второе место. Смотрите больше фотографий экологических проблем. Гуан Ню / Getty Images

Во всем мире люди все больше обеспокоены выбросами углекислого газа (CO2). Конечно, скептики изменения климата выдвигают разумные гипотезы, предполагающие, что изменения климата являются просто естественным глобальным циклом, и нам, людям, просто придется переждать его. Но идея о том, что люди способствуют изменению климата, становится все более приемлемой. В связи с этим ученые думают, как сократить выбросы парниковых газов (ПГ) в атмосферу.

Один из способов — создать топливо, которое не производит двуокись углерода в качестве побочного продукта, как это делают ископаемые виды топлива. Биотопливо, такое как целлюлозный этанол, полученный из кукурузы или проса, по-прежнему выделяет CO2 при сжигании для получения энергии, но в гораздо меньших количествах — на 85 процентов меньше [источник:Ван]. Сжигание водорода для питания автомобиля не приводит к образованию углекислого газа; единственным побочным продуктом является вода. А электричество, произведенное из возобновляемых источников, таких как ветер или солнечная энергия, вообще не производит никаких выбросов.

Проблема этих технологий в том, что они все еще находятся в стадии разработки. Исследователи сталкиваются с такими препятствиями, как стоимость и коэффициент чистой энергии. - потребление энергии по сравнению с выходом энергии - что делает нефть более привлекательной, чем альтернативные источники топлива. Это важно, потому что наш мир питается от нефти. От самолетов, позволяющих путешествовать, до грузовиков, перевозящих продукты питания, и электростанций, производящих электроэнергию, нефть доминирует в мировой экономике.

Это довольно хороший вопрос:если мы зависим от нефти, но беспокоимся о выбросах углекислого газа, почему бы нам просто не улавливать выбросы CO2?

На самом деле, исследователи изучают это прямо сейчас. Профессор Крис Джонс из Технологического института Джорджии (Технологический институт Джорджии) и его команда разработали материал под названием гиперразветвленный аминокремнезем. (HAS), который улавливает и хранит выбросы углекислого газа.

Так скоро ли мы найдем выхлопные трубы на автомобилях из HAS, и что это вообще за материал? Узнайте на следующей странице.

>Гиперразветвленная аминосилика


Аспирант Технологического института Джорджии Джеффри Дрез демонстрирует трубчатый реактор, заполненный адсорбентом HAS, диспергированным в песке. Фото предоставлено Гэри Миком/Georgia Tech

Так будут ли в ближайшем будущем выхлопные трубы наших автомобилей изготавливаться из этого вещества, называемого гиперразветвленным аминосиликатом (HAS)? Доктор Крис Джонс говорит, что он так не думает; хранение уловленного углерода из всех этих выхлопных труб было бы слишком дорогостоящим. Вместо этого Джонс и его команда из Технологического института Джорджии (Georgia Tech) сосредоточились на еще более крупном источнике выбросов углекислого газа — электростанциях.

Вы можете думать об электричестве как о чистой энергии. Но задумывались ли вы когда-нибудь, откуда берется электричество? Поскольку это энергоноситель, электричество получает энергию из другого источника. В Соединенных Штатах большая часть этой энергии — 50 процентов — поступает из угля [источник:Pew]. Электростанции во всем мире используют достаточное количество ископаемого топлива для производства энергии, что составляет 26 процентов глобальных выбросов CO2; на транспорт (включая самолеты, поезда и автомобили) приходится 13 процентов по всему миру [источник:IPCC].

Джонс нацелился на очистку дымовых труб. HAS может помочь, поглощая CO2. Исследователи из Технологического института Джорджии использовали ковалентную связь. (объединение двух молекул путем присоединения их электронов) для связывания аминов -- органические соединения на основе азота -- с кремнеземом (кварц) [источник:Технологический институт Джорджии]. В результате получается аминосилика. , порошкообразное вещество, похожее на белый песок. Внутри вещества в результате соединения рождается ряд ветвей, напоминающих деревья, отсюда и название:гиперразветвленный. На концах ветвей находятся аминосайты, которые захватывают CO2.

Когда HAS смешали с песком, химики обнаружили, что полученное соединение способно улавливать углекислый газ, когда через него проходят дымовые газы — выбросы из дымовых труб.

Соединение HAS не только улавливает CO2, но и цепляется за него. Чтобы высвободить углекислый газ, материал необходимо нагреть, а выделившийся CO2 можно улавливать и хранить (в виде газа или охлажденного до жидкого состояния) в процессе, называемом депонированием углерода. . На самом деле это более захватывающе, чем кажется. Это не только сократит выбросы CO2, но и позволит повторно использовать улавливаемый CO2 для производства биотоплива. Одна компания выращивает водоросли в Луизиане для использования в качестве биотоплива. Водоросли питаются захваченным CO2 [источник:EcoGeek].

Гиперразветвленный аминокремнезем имеет некоторые преимущества перед другими методами секвестрации углерода. Во-первых, он подлежит вторичной переработке. HAS можно использовать снова и снова; Исследователи Технологического института Джорджии проверили одну партию 12 раз и обнаружили, что заметного снижения адсорбции не произошло [источник:Технологический институт Джорджии]. Также на материал не влияет влага, что является плюсом, так как в дымовых газах присутствует водяной пар. Это также низкое потребление энергии; единственная необходимая энергия исходит от выработки тепла, которое выделяет CO2.

Но есть некоторые проблемы, которые стоят перед проектом. Во-первых, реакция CO2/амин, связывающая углекислый газ с ветвями, приводит к выделению тепла. Исследователи обнаружили, что аминокремнезем лучше всего улавливает CO2 при низких температурах, поэтому они должны выяснить, как быстро избавиться от выделяющегося тепла, чтобы CO2 связывался. Другая проблема заключается именно в том, как наносить состав. Можно ли его упаковать в дымовые трубы? Можно ли изготовить из материала съемные диски, закрывающие отверстия дымовых труб?

Хотя HAS, возможно, никогда не будет обнаружен в выхлопных трубах, если исследователи из Технологического института Джорджии смогут снизить выбросы углекислого газа только за счет производства энергии, они предложат новый способ решить наши проблемы с парниковыми газами.

Для получения дополнительной информации об изменении климата и других связанных темах посетите следующую страницу.

>Дополнительная информация

Статьи по теме HowStuffWorks

  • Что делать с глобальным потеплением?
  • Правы ли климатические скептики?
  • Можно ли переоборудовать машину для работы на воде?
  • Может ли соленая вода питать автомобили?
  • Грассолин:можно ли заправлять автомобили травой?
  • Как работает углеродный след
  • Как работает электричество
  • Можем ли мы похоронить проблему CO2 в океане?

Больше отличных ссылок

  • Межправительственная группа экспертов по изменению климата
  • Школа химической и биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии
  • Aquatic Energy, производители биотоплива из водорослей

>Источники

  • Эльперин, Джульетта. «Подробно о выбросах электростанций в мире». Вашингтон пост. 15 ноября 2007 г. http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/11/14/AR2007111402010.html
  • Джеймс, Мэтт. «CES 2008 - планирование водной энергетики для 5 млн баррелей топлива из водорослей». ЭкоГик. 9 января 2008 г. http://www.ecogeek.org/content/view/1269/84/
  • Джонс, Крис, доктор философии. Профессор биохимии Технологического института Джорджии. Личная переписка. 22 мая 2008 г.
  • Уилер, Дэвид и Уммел, Кевин. «Расчет CARMA:глобальная оценка выбросов CO2 в энергетическом секторе — рабочий документ 145». Центр глобального развития. Май 2008 г. http://www.cgdev.org/content/publications/detail/16101/
  • "Амины". Университет штата Джорджия. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Organic/amine.html
  • "Исследование этанола в Аргоннской национальной лаборатории:ключевые моменты". Министерство энергетики США. http://www.этанолrfa.org/objects/documents/files/DOE_Summary_of_Argonne.pdf
  • "Изменение климата, 2007 г.:Обобщающий доклад — резюме для политиков". Межправительственная комиссия по изменению климата. 2007 г. http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_spm.pdf
  • "Недорогой многоразовый материал может способствовать улавливанию углекислого газа". Технологический институт Джорджии. 6 марта 2008 г. http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=1746

5 основных проблем, из-за которых кондиционер вашего автомобиля может дуть теплым воздухом

Сделай свой собственный Porsche 911

6 проблем, которые делают ваш выхлоп громким

6 неудачных модификаций автомобиля, которые не сделают его быстрее

Может ли автомобильный запах сделать вас безопаснее?