Найден способ превращения углекислого газа в уголь

Я Обозреватель.ру

Одни специалисты трудятся над вопросом снижения выбросов в атмосферу, другие учатся извлекать уже попавший туда углерод, а третьи решают задачу: что с ним потом можно сделать? Интернациональная команда исследователей разработала метод превращения газообразного углерода в твердый при комнатных условиях. В его основе лежит работа с жидкометаллическими катализаторами.

Газообразный углерод смешивают с жидким электролитом и помещают в колбу. Далее туда вливается смесь галлия и церия – катализатор. Если теперь подать на жидкость в колбе электрический ток, катализатор запустит химическую реакцию, которая превратит углекислый газ в тонкие пластинки или хлопья на поверхности раствора. Это и есть твердый углерод, который остается только собрать.

Полученный результат

Обычно конверсия углерода требует высоких температур, но здесь все происходит в комнатных условиях, хотя и медленно. Все дело в катализаторе, который очень эффективно проводит электричество и при этом не смешивается с хлопьями углерода, оставаясь в жидком виде. Остается решить вопросы с источником электричества и как фильтровать хлопья углерода из жидкости – вот и готова простая, масштабируемая технология превращения углекислого газа в уголь.

«Углем» твердую форму углерода авторы исследования называют по привычке, хотя эти вещества и не совсем идентичны. В частности, хлопья можно спрессовать и сделать из них электроды, а способность самого материала накапливать и хранить заряд открывает новые возможности для создания батарей. Также, он пригоден для использования в качестве синтетического топлива. Наконец, твердый углерод можно засыпать обратно в старые угольные шахты, таким образом, вернув планете использованный ресурс. А в будущем ему наверняка найдется новое применение.

Источник

10:35
52
RSS
Чтобы превратить СО2 в топливо, нужно «похимичить» с молекулой углекислого газа, например, отобрать у неё один атом кислорода. Тогда углекислый газ превратится в угарный газ СО. Несмотря на то, что для большинства угарный газ – это «тот газ, от которого периодически погибают неаккуратные пользователи дровяных печей», в промышленности его используют в самых разных процессах: во-первых, его можно сжечь и получить энергию, во-вторых, его можно использовать в металлургических процессах, а в-третьих, из него можно синтезировать различные органические молекулы, в том числе и жидкое топливо. Как раз последний пункт и открывает перед углекислым газом нефтехимические перспективы.

И вроде бы всё хорошо, и человечество должно бы праздновать победу над выбросами парниковых газов, а каждую трубу, чадящую в атмосферу продуктами сгорания, нужно оборудовать подобным серебряным катализатором, но всё-таки стоит сделать одно замечание. Один из важных законов, по которому живёт окружающий нас мир – закон сохранения: масса и энергия не возникают ниоткуда и не пропадают в никуда. Это справедливо и для атомов химических элементов, и для тепла, вырабатываемого при сжигании топлива, и для электрической энергии. Поэтому сколько энергии получается при сжигании угарного газа до углекислого, как минимум, столько же энергии нужно затратить (упрощённо), чтобы превратить молекулу углекислого газа обратно в молекулу угарного. И очевидно, что для такой, в общем-то, «зелёной» технологии по утилизации парникового газа нужен свой источник энергии, который как минимум не «начадил» бы в атмосферу столько СО2, сколько можно было бы превратить в полезный продукт.

Очевидно, что чтобы выделить топливо из углекислого газа, тоже нужна определённая энергия и ресурсы, которые будут затрачены на этот процесс. Например, чтобы изготовить катализатор, нужный для проведения химической реакции, учёным понадобятся такие элементы, как галлий и церий.

В природе галлий крупных месторождений не образует. Галлий — один из самых дорогих металлов. Так в 2005 году на мировом рынке тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США. В связи с его высокой стоимостью и с большой потребностью в этом металле, очень важно наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо…
… Содержание церия в земной коре — 70 г/т...

Получается, что даже для того, чтобы добыть материалы для утилизации вредных для атмосферы земли отходов, нужно затратить силы на их добычу, а так же потратить и сжечь углеводородное топливо, чтобы получить необходимую для реакции, электроэнергию. По итогу такого трудоёмкого процесса добычи ресурсов и проведения химической реакции по превращению CO2 в топливо, в атмосферу действительно выделятся всё те же вредные газы.

Откуда взять энергию для превращения одного газа в другой? Например, от ветряных или солнечных энергоустановок, которые производят энергию, но не выбрасывают в атмосферу продукты сгорания топлива – в результате это позволило бы уменьшить общее количество углекислого газа. Забавно, что похожей деятельностью занимались древние растения и бактерии, поглощавшие находившийся тогда в избытке в атмосфере углекислый газ, и преобразовавшие его в органические вещества, ставшие потом ископаемым топливом. Возможно, что человечеству в будущем придётся заниматься чем-то похожим, но только уже с использованием химических технологий.

Исходя из всего вышесказанного, понятно, что химические технологии в принципе не эффективны в данной ситуации, а самый лучший способ озеленить планету и утилизировать отходы от развития человеческой цивилизации — это высаживание и взращивание деревьев и почвы, а так же использование возобновляемых ресурсов, которые уже даны природой.