Борьба с углеродом: умеют ли химики перевоплотить грязюка в золото?

    Мы, люди, опубликовали 35,9 метрической гигатонны диоксида углерода в атмосферу в 2014 году, по наибольшей части в ходе сжигания угля и природного газа на электрических станциях, делая удобрения и цемент, и остальных заводских дел. Если б химики могли завоевать углекислый газ и перевоплотить его в хим сырье для остальных товаров, как только это же проделывают растения, «углекислый газ перевоплотился бы из проблемы в подарок», разговаривает инженер-химик Корнелльского вуза Линден Арчер.

    Борьба с углеродом: умеют ли химики перевоплотить грязюка в золото?

    Ученые издавна отыскивают метод копить углекислый газ, оккупированный из дымопроводов на электрических станциях и остальных объектах, опуская его глубоко под планету земля. Но без существенных субсидий этот дорогостоящий процесс улавливания углерода и не возможно экономически жизнестойким. Можно существовало бы запускать углекислый газ в старенькые нефтяные скважины, дабы вытеснить все больше нефти, однако сего недостаточно, а уж беря во внимание сегодняшние низкорослые стоимости на нефть — к тому же непонятно с позиции прибыли. Сторонники пользования углерода заместо его хранения уповать извлечь прибыль за счет сотворения полезного товара из никчемного. Более возможно пользование газа в качестве сырья для изготовления хим товаров.

    Однако у этакого случая существуют толпа хим неурядиц. Диоксид углерода является размеренной молекулой не хранит не мало энергии в собственных хим связях. Дабы его применять, химики обязаны добавить энергию, в большинстве случаев методом нагревания, которое привычно просит электро энергии. Электричество поступает с электрических станций, кои сжигают уголь либо природный газ — в результате в атмосферу будет выпущено еще более углекислорода, ежели захвачено.

    Инженеры, химики и альтернативные ученые рассказывают, что новейшие технологии обязаны сконфигурировать руководила игры. Пол Бундже, старший научный коллега группы по энергетике и окружающей среде в XPrize Foundation, уповает, что обещание немалого бонуса за решение обязано будет провоцировать к поиску разнообразные группы технологов. На деньках фонд провозгласит, что все больше 40 команда будет состязаться за бонус в 20 миллионов баксов. Фаворит Carbon XPrize, который будет объявлен в весеннюю пору 2020 года, обязан будет уметь переделать огромную часть двуокиси углерода в товар с наибольшей незапятанной ценой. Некие попробуют предпринять полимеры, горючее на смену бензину либо индустриальные химикаты.

    В длительной перспективе все предприятия, кои научатся выполнять то либо другое хим вещество, умеют придти к общему решению, которое видоизменит утилизационную индустрию. Этакий вопросец, как только масштабное изменение климата, просит огромного количества решений, разговаривает Бундже.

    «Вопрос сейчас в фолиант, как только химики будут отыскивать новейшие реакции, новейшие механизмы для пользования диоксида углерода», — гоорит Арчер, а также пенис консультативного совета Carbon XPrize. На данной недельке в Science Advances он предложил один случай: топливный элемент, который производит электроэнергию при преобразовании диоксида углерода в полезное хим вещество. Арчер и его студент Ваджи Аль Садат выстроили прообраз реактора, который совмещает диоксид углерода с алюминием и осуществляет оксалаты. Оксалаты употребляются для изготовления кислот, денег против ржавчины, красителей для ткани и иных заводских веществ.

    Арчер ладно ознакомлен об подводных валунах в попытках предпринять экологически чистую химию с применением диоксида углерода. «Обычно вы тратите столько энергии, что цена оказывается очень высочайшей — но мы получили энергию назад. Это же нас удивило».

    Топливный элемент ишачит с алюминием и воздухом. Кислород вступает в реакцию с дюралевым электродом и образует супероксид алюминия с высочайшей обскурантистской способностью, могущий вести взаимодействие с диоксидом углерода. Них реакция приводит к возникновению оксалата алюминия. Топливный элемент получает малость энергии от этих хим реакций, и хотя для протекания реакции нужно электричество, однако, как оказывается, процесс производит все больше энергии, чем осуществляет. Так как употребляется сплав, немаловажно избрать пригодный. Алюминий был избран, так как его не мало и он дешевый. И хотя при производстве алюминия в атмосферу выпускается диоксид углерда, Арчер уповает, что его система будет захватывать довольно углерода, дабы возместить это же.

    Корнелльская группа предупреждает, что она и не полностью осознает вовлеченные хим реакции. Ранешняя версия топливного элемента употребляла дорогущий материал — ионную жидкость — в качестве электролита. Ежели она играется важную участие не возможно заменена, технологию нельзя полагать применимой, разговаривает Арчер.

    Оксалаты — нишевый товар, как только и почти все из хим веществ, производимые стартапами по утилизации углерода. Однако некие ставят наиболее принципиальные задачки. Опытнейший завод Skyonic в Сан-Антонио, штат Техас, захватывает выбросы от цементного завода и превращает них в известняк и кислоту. Solidia Technologies секвестирует углекислый газ в самом бетоне. И альтернативные предприятия ишачят над изготовлением пластмасс, других сортов горючего и хим сырья.

    Ежели твердить безотносительно какого-нибудь проекта, Говард Херцог полагает, что почти все из числа тех, что обещают захватывать углерод очень сладко все обрисовывают. Херцог — старший научный инженер MIT Energy Initiative и приверженец поглощения углерода. «Углекислый газ это же потраченная энергия», разговаривает он. «С точки зрения энергии переиграть нереально. О этом нам разговаривает термодинамика», разговаривает Херцог.

    Хотя Херцог признает, что некие из этих корпораций умеют быть выгодными, он скептически глядит на вероятность тамошнего, что утилизация углерода окажет существенное влияние на окружающую среду. Он был ведущим создателем специального доклада МГЭИК в 2005 году и разговаривает, что потенциал утилизации углерода очень слаб, дабы всерьез сконфигурировать картинку всемирных выбросов. Даже ежели электрохимическая индустрию будет выполнять все свои товары из углекислого газа — что навряд ли — она и не сумеет впитать все выбросы.

    Кендра Кул, соучредитель Opus 12, калифорнийского стартапа, а также и не полагает, что утилизация углерода целиком решит мировые трудности с выбросом. Opus 12 разрабатывает химический реактор, который употребляет новейшие стимуляторы и возобновляемую электроэнергию для перевоплощения углекислого газа в полиуретановые строй блоки и альтернативные хим вещества. Кул разговаривает, что Opus 12 будет биться за Carbon XPrize.

    «Нам надобны новейшие хим пути», разговаривает Кул.