Las usinas de ciment coma la mostrada aicí son una font màger de dioxid de carbòni que rescalfa lo climat. Mas qualques unes d'aqueles polluents pòdon èsser convertits en un novèl tipe de combustible. Aquela sal pòt èsser emmagazinada en seguretat pendent de decennis o mai.
Aquò's una autra istòria dins una seria que regarda de novèlas tecnologias e d'accions que pòdon frenar lo cambiament climatic, reduire sos impactes, o ajudar las comunautats a far fàcia a un mond que cambia rapidament.
Las activitats que liberan de dioxid de carbòni (CO2), un gas d'efièch de sèrra comun, contribuisson a l'escalfament de l'atmosfèra terrèstra. L'idèa d'extraire de CO2 de l'aire e de l'emmagazinar es pas novèla. Mas es malaisit de far, subretot quand las gents o pòdon pagar. Un novèl sistèma resòlv lo problèma de la pollucion de CO2 d'un biais leugièrament diferent. Convertís quimicament lo gas rescalfant del clima en combustible.
Lo 15 de novembre passat, de cercaires de l'Institut de Tecnologia de Massachusetts (MIT) a Cambridge publiquèron lors resultats revolucionaris dins la revista Cell Reports Physical Science.
Lor novèl sistèma es devesit en doas partidas. La primièra partida implica de convertir lo dioxid de carbòni de l'aire en una molecula nomenada format per produire de combustible. Coma lo dioxid de carbòni, lo format conten un atòm de carbòni e dos atòms d'oxigèn, e tanben un atòm d'idrogèn. Lo format conten tanben divèrses autres elements. Lo nòu estudi utilizèt de sal de format, qu'es derivat del sòdi o del potassi.
La màger part de las pilas de combustible foncionan amb d'idrogèn, un gas inflamable que demanda de canalizacions e de tancs pressurizats per lo transportar. Pasmens, las pilas de combustible pòdon tanben foncionar amb format. Lo format a un contengut d’energia comparable a l’idrogèn, segon Li Ju, un scientific dels materials que menèt lo desvolopament del nòu sistèma. Lo format a qualques avantatges sus l'idrogèn, çò soslinhèt Li Ju. Es mai segur e demanda pas d'emmagazinatge a nauta pression.
Los cercaires del MIT creèron una pila de combustible per testar lo format, que produson a partir de dioxid de carbòni. D’en primièr, mesclavan la sau amb d’aiga. La mescla foguèt alara alimentada dins una pila de combustible. Dins la pila de combustible, lo format liberèt d'electrons dins una reaccion quimica. Aquestes electrons fluissián de l'electròde negatiu de la pila de combustible a l'electròde positiu, completant un circuit electric. Aquestes electrons fluents —un corrent electric— èran presents pendent 200 oras pendent l'experiéncia.
Zhen Zhang, un scientific de materials que trabalha amb Li al MIT, es optimista que son equipa poirà escalar la novèla tecnologia dins un decenni.
L'equipa de recèrca del MIT utilizèt un metòde quimic per convertir lo dioxid de carbòni en un ingredient clau per la produccion de combustible. D'en primièr, l'expausèron a una solucion fòrça alcalina. Causiguèron l'idroxid de sòdi (NaOH), comunament conegut coma levadura. Aquò desencadena una reaccion quimica que produtz de bicarbonat de sòdi (NaHCO3), mai conegut coma bicarbonat de sòdi.
Puèi aluquèron l'alimentacion. Lo corrent electric desencadenèt una novèla reaccion quimica que fendiguèt cada atòm d'oxigèn dins la molecula de bicarbonat de sòdi, en daissant darrièr lo format de sòdi (NaCHO2). Lor sistèma convertiguèt gaireben tot lo carbòni en CO2 — mai de 96 per cent — en aquela sal.
L'energia necessària per levar l'oxigèn es emmagazinada dins los ligams quimics del format. Lo professor Li soslinhèt que lo format pòt emmagazinar aquela energia pendent de decennis sens pèrdre d'energia potenciala. Genèra alara d'electricitat quand passa per una pila de combustible. Se l'electricitat utilizada per produire de format ven de l'energia solara, eoliana o idroelectrica, l'electricitat generada per la pila de combustible serà una font d'energia neta.
Per aumentar la novèla tecnologia, çò diguèt Lee, "avèm besonh de trobar de ressorsas geologicas ricas de levadura." Estudièt un tipe de ròca nomenada basalt alcalin (AL-kuh-lye buh-SALT). Quand son mescladas amb d'aiga, aquelas ròcas se convertisson en levadura.
Farzan Kazemifar es un engenhaire a l'Universitat Estatala de San Jose en Califòrnia. Sa recèrca se centra sus l'emmagazinatge de dioxid de carbòni dins de formacions de sal sosterranhas. Levar lo dioxid de carbòni de l'aire es totjorn estat malaisit e doncas car, çò ditz. Es doncas rentable de convertir lo CO2 en produches utilizables coma lo format. Lo còst del produch pòt compensar lo còst de produccion.
I a agut fòrça recèrcas sus la captura de dioxid de carbòni de l'aire. Per exemple, una còla de scientifics de l'Universitat de Lehigh descriguèt recentament un autre metòde per filtrar lo dioxid de carbòni de l'aire e lo convertir en bicarbonat de sòdi. D'autres grops de recèrca emmagazinan de CO2 dins de ròcas especialas, lo convertissent en carbòni solid que pòt alara èsser processat en etanòl, un combustible d'alcòl. La màger part d'aqueles projèctes son a pichona escala e an pas encara agut un impacte significatiu sus la reduccion dels nivèls nauts de dioxid de carbòni dins l'aire.
Aquesta imatge mòstra un ostal que fonciona amb de dioxid de carbòni. Lo dispositiu mostrat aicí convertís lo dioxid de carbòni (las moleculas dins las bombolhas rojas e blancas) en una sal nomenada format (las bombolhas blavas, rojas, blancas e negras). Aquela sal pòt alara èsser utilizada dins una pila de combustible per generar d'electricitat.
Kazemifar diguèt que nòstra melhora opcion es de "reduire las emissions de gases d'efièch de sèrra d'en primièr." Un biais de far aquò es de remplaçar los combustibles fossils per de fonts d'energia renovelabla coma l'eolian o l'solar. Aquò fa partida d'una transicion que los scientifics nomenan "descarbonizacion". Mas apondèt qu'arrestar lo cambiament climatic demandarà una apròcha multifacètica. Aquesta novèla tecnologia es necessària per capturar lo carbòni dins d'airals que son malaisits de descarbonizar, çò diguèt. Prenèm las siderúrgicas e las usinas de ciment, per nomenar dos exemples.
L'equipa del MIT vei tanben d'avantatges en combinant lor novèla tecnologia amb l'energia solara e eoliana. Las batariás tradicionalas son concebudas per emmagazinar d'energia pendent de setmanas a la volta. Emmagazinar la lutz solara d'estiu dins l'ivèrn o mai longtemps demanda una apròcha diferenta. "Amb lo carburant de format," çò diguèt Lee, sètz pas pus limitat quitament a l'emmagazinatge sasonièr. "Podriá èsser generacional."
Es benlèu pas brilhar coma l'aur, mas "pòdi daissar 200 tonas... de format a mos filhs e filhas," çò diguèt Lee, "coma eretatge."
Alcalin: Adjectiu que descriu una substància quimica que forma d'ions d'idròxid (OH-) en solucion. Aquelas solucions son tanben nomenadas alcalinas (al contrari d'acidas) e an un pH superior a 7.
Aquifèr: Una formacion de ròca capabla de conténer de resèrvas sosterranhas d'aiga. Lo tèrme s'aplica tanben als bacins sossuperficials.
Basalt: Una ròca volcanica negra qu'es generalament fòrça densa (levat se una erupcion volcanica i daissèsse de grandas pòchas de gas).
ligam : (en quimia) un ligam semipermanent entre atòms (o grops d’atòms) dins una molecula. Es formada per de fòrças d'atraccion entre los atòms participants. Un còp que los ligams son formats, los atòms foncionan coma una unitat. Per separar los atòms constituents, l'energia jos forma de calor o d'autra radiacion deu èsser provesida a las moleculas.
Carbòni: Un element quimic qu'es la basa fisica de tota la vida sus Tèrra. Lo carbòni existís liurament jos la forma de grafit e de diamant. Es un component important del carbon, del calcari, e del petròli, e es capable de s'autoassociar quimicament per formar una granda varietat de moleculas de valor quimica, biologica e comerciala. (En recerca climatica) Lo tèrme carbòni es de còps utilizat gaireben intercambiablament amb lo dioxid de carbòni per far referéncia a l'impacte potencial qu'una accion, un produch, una politica o un procès pòt aver sul rescaufament de l'atmosfèra a long tèrme.
Lo dioxid de carbòni: (o CO2) es un gas incolor, sens odor produch per totes los animals quand l'oxigèn que respiran reagís amb lo manjar ric en carbòni que manjan. Lo dioxid de carbòni es tanben liberat quand la matèria organica, inclusent los combustibles fossils coma lo petròli o lo gas natural, es cremada. Lo dioxid de carbòni es un gas d'efièch de sèrra que trapa la calor dins l'atmosfèra terrèstra. Las plantas convertisson lo dioxid de carbòni en oxigèn a travèrs la fotosintèsi e utilizan aquel procès per far lor pròpria noiridura.
Ciment: Un ligant utilizat per téner dos materials amassa, en lo fasent durcir en un solid, o una pega espessa utilizada per téner dos materials amassa. (Construccion) Material finament mòlt utilizat per ligar la sabla o la ròca esclafada per formar de beton. Lo ciment es generalament fach coma una polvera. Mas un còp que se molha, se convertís en una pasta fangosa que se durcís quand se seca.
Quimica: Una substància compausada de dos o mai d'atòms combinats (ligats) dins una proporcion e una estructura fixas. Per exemple, l'aiga es una substància quimica compausada de dos atòms d'idrogèn ligats a un atòm d'oxigèn. Sa formula quimica es H2O. « Quimic » pòt tanben èsser utilizat coma adjectiu per descriure las proprietats d'una substància que resultan de divèrsas reaccions entre diferents compausats.
Ligam quimic: Una fòrça d'atraccion entre atòms qu'es pro fòrta per far foncionar los elements ligats coma una unitat. D'unas atraccions son feblas, d'autras son fòrtas. Totes los ligams semblan connectar d'atòms en partejant (o en ensajar de partejar) d'electrons.
Reaccion quimica: Un procès qu'implica un reorganizament de las moleculas o estructuras d'una substància puslèu qu'un cambiament de forma fisica (per exemple, de solid a gas).
Quimia: la branca de la sciéncia qu'estudia la composicion, l'estructura, las proprietats, e las interaccions de las substàncias. Los scientifics utilizan aquela coneissença per estudiar de substàncias desconegudas, per reproduire de substàncias utilas en grandas quantitats, o per dessenhar e crear de substàncias utilas novèlas. (dels compausats quimics) La quimia fa referéncia tanben a la formula d'un compausat, al metòde per lo qual es preparat, o a qualques unas de sas proprietats. Las personas que trabalhan dins aquel domeni son nomenadas quimistas. (dins las sciéncias socialas) la capacitat de las personas de cooperar, de s'acordar, e de gaudir de la companhiá de l'autre.
Cambiament climatic: Un cambiament significatiu e a long tèrme dins lo clima de la Tèrra. Aquò pòt arribar naturalament o coma consequéncia d'activitats umanas, inclusent la cremacion de combustibles fossils e la desboscadura de bòsques.
Descarbonizacion: fa referéncia a la transicion intencionala de las tecnologias, activitats e fonts d'energia polluentas qu'emeton de gases d'efièch de sèrra a basa de carbòni, coma lo dioxid de carbòni e lo metan, dins l'atmosfèra. L'objectiu es de reduire la quantitat de gases de carbòni que contribuisson al cambiament climatic.
Electricitat: Lo flux de carga electrica, generalament resultant del movement de particulas cargadas negativament nomenadas electrons.
Electròn: una particula cargada negativament qu'orbita generalament la region exteriora d'un atòm; es tanben lo portaire d'electricitat dins los solids.
Engenhaire: Qualqu'un qu'utiliza las sciéncias e las matematicas per resòlvre de problèmas. Quand es utilizat coma vèrb, lo mot engenhaire fa referéncia a concebre un dispositiu, un material o un procès per resòlvre un problèma o un besonh non satisfach.
Etanòl: Un alcòl, tanben nomenat alcòl etil, qu'es la basa de bevendas alcolicas coma la bièrra, lo vin e los alcoòls. Es tanben utilizat coma solvent e coma combustible (per exemple, sovent mesclat amb d'esséncia).
Filtre: (n.) Quicòm que permet de passar d’unes materials e d’autres de passar, segon lor talha o d’autras caracteristicas. (v.) Lo procès de seleccion de cèrtas substàncias en foncion de proprietats coma la talha, la densitat, la carga, etc. (en fisica) Un ecran, una placa, o una capa d'una substància qu'absorbís la lutz o una autra radiacion o qu'empacha selectivament qualques unes de sos compausants de passar.
Format: Tèrme general pels sals o èsters de l'acid formic, una forma oxidada d'un acid gras. (Un èster es un compausat a basa de carbòni format en remplaçant los atòms d'idrogèn de certans acids per certans tipes de grops organics. Fòrça graissas e òlis essencials son d'estèrs naturals d'acids grasses.)
Combustible fossil: Tot combustible, coma lo carbon, lo petròli (petròli brut), o lo gas natural, que se formèt pendent de milions d'annadas a l'interior de la Tèrra a partir de las rèstas en descomposicion de bacterias, plantas o animals.
Combustible: Tota substància que libera d'energia a travèrs d'una reaccion quimica o nucleara contrarotlada. Los combustibles fossils (carbon, gas natural, e petròli) son de combustibles comuns que liberan d'energia a travèrs de reaccions quimicas quand son caufats (generalament al punt de combustion).
Pilula de combustible: Un dispositiu que convertís l'energia quimica en energia electrica. Lo combustible mai comun es l'idrogèn, que lo sol sosproduch es lo vapor d'aiga.
Geologia: Un adjectiu que descriu tot çò que liga a l'estructura fisica de la Tèrra, sos materials, l'istòria, e los procèsses que se debanan sus ela. Las personas que trabalhan dins aquel domeni son nomenadas geològs.
Rescalfament climatic: Un aument gradual de la temperatura globala de l'atmosfèra terrèstra a causa de l'efièch de sèrra. L'efièch es causat per de nivèls creissents de dioxid de carbòni, de clorofluorocarburs, e d'autres gases dins l'aire, que fòrça son emeses per d'activitats umanas.
Idrogèn: L'element mai leugièr de l'Univèrs. Coma gas, es incolor, inodor, e extrèmament inflamable. Es un compausant de fòrça combustibles, graissas, e los substàncias quimicas que compausan lo teissut vivent. Consistís en un proton (lo nuclèu) e un electron que l'orbita.
Innovacion: (v. innovar; adj. innovar) Un ajustament o melhorament d'una idèa, un procès o un produch existent per lo far mai novèl, mai intelligent, mai eficient o mai util.
Lye: Lo nom general de la solucion d'idròxid de sòdi (NaOH). La levada es sovent mesclada amb d'òlis vegetals o de graissas animalas e d'autres ingredients per far de sabon de barra.
Scientific de materials: Cercaire qu'estudia la relacion entre l'estructura atomica e moleculara d'un material e sas proprietats globalas. Los scientifics dels materials pòdon desvolopar de materials novèls o analisar los existents. L'analisi de las proprietats globalas d'un material, coma la densitat, la resisténcia e lo punt de fusion, pòt ajudar los engenhaires e d'autres cercaires a seleccionar los melhors materials per d'aplicacions novèlas.
Molècula: Un grop d'atòms electricament neutres que representa la quantitat mai pichona possibla d'un compausat quimic. Las moleculas pòdon èsser compausadas d'un tipe d'atòm o de diferents tipes d'atòms. Per exemple, l'oxigèn dins l'aire es compausat de dos atòms d'oxigèn (O2), e l'aiga es compausada de dos atòms d'idrogèn e un atòm d'oxigèn (H2O).
Polluent: Una substància que contamina quicòm, coma l'aire, l'aiga, las personas o la noiridura. Qualques polluents son de substàncias quimicas, coma los pesticidas. D'autres polluents pòdon èsser la radiacion, inclusent la calor o la lutz excessivas. Quitament las malas herbas e d'autras espècias invasivas pòdon èsser consideradas coma una forma de biofouling.
Potent: Un adjectiu que fa referéncia a quicòm qu'es fòrça fòrt o poderós (coma un gèrme, un verin, una medecina, o un acid).
Renovelable: Un adjectiu que se referís a una ressorsa que pòt èsser remplaçada indefinidament (coma l'aiga, las plantas verdas, la lutz del solelh e lo vent). Aquò contrasta amb las ressorsas non renovelablas, qu'an un provesiment limitat e pòdon èsser efectivament esgotadas. Las ressorsas non renovelablas incluson lo petròli (e d'autres combustibles fossils) o d'elements e de mineraus relativament rars.