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.
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.
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?