211service.com
Benzīna ražošana no oglekļa dioksīda
Ķīmiķi ir pierādījuši, ka ir iespējams izmantot saules enerģiju kopā ar pareizo katalizatoru, lai pārvērstu oglekļa dioksīdu par izejvielu dažādu produktu, tostarp plastmasas un benzīna, ražošanai.
Saules sadalītājs: Dzintarkrāsas pusvadītājs (gallija fosfīds) kopā ar metāla kontaktiem ir daļa no jaunas ierīces, kas izmanto saules enerģiju, lai sadalītu oglekļa dioksīdu, lai iegūtu oglekļa monoksīdu.
Pētnieki Kalifornijas Universitātē Sandjego (UCSD) nesen pierādīja, ka gaisma, ko absorbē un pārvērš elektrībā ar silīcija elektrodu, var palīdzēt vadīt reakciju, kas pārvērš oglekļa dioksīdu oglekļa monoksīdā un skābeklī. Oglekļa monoksīds ir vērtīga preču ķīmiska viela, ko plaši izmanto plastmasas un citu izstrādājumu ražošanā Klifords Kubiaks , UCSD ķīmijas profesors. Tā ir arī galvenā sastāvdaļa sintētisko degvielu, tostarp sintezētās gāzes (galvenokārt oglekļa monoksīda un ūdeņraža maisījums), metanola un benzīna, ražošanas procesā.
Šis darbs ir daļa no pieaugošajiem centieniem atrast praktiskus pielietojumus oglekļa dioksīdam, kas ir vadošā siltumnīcefekta gāze Filips Džesops , ķīmijas profesors Karalienes universitātē Ontario, Kanādā. Oglekļa dioksīdu ir grūti pārvērst oglekļa monoksīdā, un tas, pēc Džesopa teiktā, padara UCSD darbību iespaidīgu un aizraujošu.
Vismaz sākumā šāds process būtiski neietekmēs siltumnīcefekta gāzu samazināšanu atmosfērā - tas prasītu diezgan liela mēroga darbības, saka Kubiaks. Taču, iespējams, ir vērts veikt jebkuru ķīmisku procesu, ko varat izstrādāt, izmantojot CO2 kā izejvielu, nevis kā galaproduktu. Viņš piebilst, ka, ja ķīmisko vielu ražotāji vienalga gatavojas saražot miljoniem mārciņu plastmasas, kāpēc gan neizgatavot tās no siltumnīcefekta gāzēm, nevis ražot tonnas siltumnīcefekta gāzu šajā procesā?
Sistēma var būt arī daļa no risinājuma pastāvīgai saules enerģijas problēmai. Lai saules paneļi būtu noderīgi, kad saule nespīd, to saražotā elektroenerģija ir jāuzglabā. Potenciāli praktisks veids, kā to izdarīt, ir pārveidot elektrisko enerģiju ķīmiskajā enerģijā. Viena populāra pieeja ir izmantot saules baterijas, lai ražotu ūdeņradi, ko pēc tam varētu izmantot kurināmā elementos. Taču ūdeņraža gāzi ir daudz grūtāk transportēt un uzglabāt nekā šķidro kurināmo, piemēram, benzīnu, kas satur daudz vairāk enerģijas nekā ūdeņradis. UCSD sistēma parāda, ka ir iespējams izmantot saules enerģiju, lai iegūtu oglekļa monoksīdu, ko pēc tam kopā ar ūdeņradi var pārvērst benzīnā. Pašlaik oglekļa monoksīdu ražo no dabasgāzes un oglēm. Bet oglekļa dioksīds ir pievilcīgāks izejmateriāls daļēji tāpēc, ka tas ir ļoti lēts — patiešām rūpnieciskie uzņēmumi maksās, lai to atbrīvotu, saka Džesops. Viņš saka, ka ir ļoti maz ķimikāliju, kas ir lētākas nekā bezmaksas, un oglekļa dioksīds ir viena no tām.
Prototipa ierīcē saules gaisma iziet cauri šķīdumā izšķīdinātam oglekļa dioksīdam, pirms to absorbē pusvadītāju katods, kas pārvērš fotonus elektronos. Ar katalizatora palīdzību elektroni reaģē ar oglekļa dioksīdu, veidojot oglekļa monoksīdu pie elektroda. Pie anoda - katalizators, kas izgatavots no platīna - ūdens tiek pārveidots par skābekli.
Lai iegūtu degvielu, oglekļa monoksīdu var apvienot ar ūdeņradi, lai izveidotu sintēzi, izmantojot labi zināmu tehnoloģiju, ko sauc par Fišera-Tropša procesu, ko plaši izmanto benzīna ražošanai no oglēm. Tomēr ar jauno sintēzes gāzes radīšanas procesu fosilais kurināmais varētu būt nevajadzīgs.
Sistēma, kuru Kubiaks sāka izstrādāt, lai ražotu skābekli pilotējamām misijām uz Marsu, kurā ir ar oglekļa dioksīdu bagāta atmosfēra, joprojām tiek izstrādāts. Pirmajā prototipā tikai aptuveni pusi no reakcijām nepieciešamās enerģijas piegādāja saule, bet pārējā daļa tika iegūta no ārējās elektrības. Tas ir tāpēc, ka pētnieki nolēma pierādīt šo koncepciju, izmantojot silīciju kā pusvadītāju. Tagad viņi strādā ar gallija-fosfīda pusvadītāju, kuram ir tieši pareizās elektroniskās īpašības, lai vadītu nepieciešamās reakcijas, izmantojot tikai saules gaismu.
Šajā agrīnajā posmā — Kubiaks saka, ka komerciālās sistēmas varētu būt 10 gadu attālumā — degvielas ražošanas efektivitāte un ekonomika šādā veidā nav zināma. Kubiaks saka, ka, visticamāk, liela mēroga lietojumiem viņa grupai būs jāizmanto ar katalizatoru pārklātas nanodaļiņas, lai palielinātu virsmas laukumu, paātrinot reakcijas.