Nová forma zachytávania uhlíka v skutočnosti skôr vytvára energiu, ako ju spotrebúva

Nová forma zachytávania uhlíka by mohla vyriešiť jeden z hlavných problémov, ktorým čelia najefektívnejšie verzie technológie: energia. Či už priamym vstupom elektriny alebo použitím drahých a chúlostivých katalyzátorov, zachytávanie uhlíka má tendenciu predstavovať veľkú záťaž pre energetické spoločnosti, pretože obmedzuje jeho možný dopad bez právnych požiadaviek. Teraz, vedci vytvorili elektrochemický článok, ktorý dokáže zachytávať uhlík bez potreby drahých katalyzátorov alebo elektródových materiálov, a to vlastne generuje elektrina ako to funguje.

Elektrochemický článok je možné prevádzkovať v dvoch smeroch: buď vstupnou elektrinou na pohon chemickej reakcie, alebo pomocou chemickej reakcie na výrobu elektriny. V tomto prípade chceme reakciu chemikálií v odpadovom plyne, napríklad z elektrárne, na „sekvestráciu“ CO2 v tuhej látke pri súčasnom riadení výroby elektriny. V minulosti elektrochemické články užitočné na kondenzáciu CO2 na tuhú látku používali reaktívne elektródové materiály ako lítium alebo sodík a na druhom konci dostávali menej užitočné produkty ako uhličitany - najsľubnejšia z týchto aplikácií je akýsi vápenec pochádzajúci z elektrárne.

Mohli by sme jedného dňa z odtoku elektrárne urobiť sladké gotické budovy?

Tento nový elektrochemický článok na druhej strane vyrába priemyselne užitočné oxaláty, ktoré by sa mohli predávať chemickým a výrobným spoločnostiam. Spolu so ziskami z predaja extra generovanej energie by sa tieto súpravy na zachytávanie uhlíka mohli vierohodne vyplatiť. Podľa vedcov bunka generuje asi 13 ampérhodín na gram zachyteného uhlíka - alebo asi 13 miliónov ampérhodín na metrickú tonu. To znamená, že jediný gram uhlíka by mohol vyrobiť dostatok elektriny na nabitie (veľmi statnej) batérie mobilného telefónu štyri alebo dokonca päť krát. Globálne emisie uhlíka sa merajú v gigaton , takže je k dispozícii dostatok energie.

Týmto sa zbavíte ďalšieho z hlavných problémov so sekvestráciou uhlíka z emisií: celý názov procesu je CCS alebo zachytávanie uhlíka. a skladovanie , Je v poriadku navrhnúť uhoľnú elektráreň, ktorá udržuje všetok svoj uhlík v pevnej alebo kvapalnej forme, ale tieto pevné látky alebo kvapaliny musia ešte ísť niekam , Uhlík bol uložený vo veľkých jamách, vstrekovaný do podzemných hornín a dokonca bol ukladaný na dno rôznych morí - ale momentálne ešte stále neexistuje dostatočne dostupné, bohaté a ekologicky bezpečné miesto na umiestnenie všetkého uhlíka, ktorý by sme mohli čoskoro zachytiť.

Pri predajnom produkte v dôsledku zachytávania uhlíka by sme mohli skončiť skladovaním zachyteného uhlíka vo výrobkoch, ktoré sú vyhodené v našich obchodoch a regáloch skladov. Môže to znieť priťahovane, ale nezabudnite, že všetko drevo vo vašom dome je vyrobené z atmosféricky fixovaného uhlíka - CO2 vytiahnutého zo vzduchu stromami a vyrobeného z nášho primárneho globálneho stavebného materiálu.

Poďakovanie: Cornell University / AAAS

Najlepšie zo všetkého je, že článok to dosahuje použitím lacného a bohatého prvku hliník, ktorý je tiež menej reaktívny ako iné elektródové materiály. To nielenže zlacňuje článok na báze hliníka, ale aj bezpečnejšie s ním pracovať a je menej pravdepodobné, že spôsobí katastrofické zlyhanie. Elektrolyt v tomto systéme, kvapalina spájajúca anódu s katódou tým, že umožňuje molekulám difundovať tam a späť medzi nimi, je však mimoriadne citlivý na vodu. Priemyselné procesy, nehovoriac o bežnom starom vzduchu, sú často veľmi zaťažené vodou, takže pre mnohé aplikácie bude potrebný ďalší výskum s cieľom vyvinúť menej reaktívny elektrolyt.

Kontroverzná vizualizácia „hokejky“ nárastu globálnej teploty, ktorú vytvorili Mann, Bradley & Hughes v roku 1999.

Samotné zachytávanie uhlíka nie je odpoveďou na mnoho uhlíkových problémov ľudstva. Riešenia, ako je toto, odoberajú uhlík z vysoko koncentrovaného prostredia, ale nemôžu z atmosféry čerpať zmysluplné množstvo uhlíka, pretože jeho koncentrácia je výrazne nižšia. A CO2 je na konci dňa iba krstným menom pomerne dlhého zoznamu na molekulárnom zozname hitov ľudstva. Zachytávanie uhlíka nerobí nič pre odfiltrovanie zlúčenín na báze síry a iných skleníkových plynov.

Budeme potrebovať lepšie formy energie ako jadrová a solárna, tie, ktoré prirodzene produkujú nulové emisie uhlíka, a budeme musieť priamo odstraňovať uhlík z atmosféry.