Fabrikat e çimentos si ajo e paraqitur këtu janë një burim kryesor i dioksidit të karbonit që ngroh klimën. Por disa nga këta ndotës mund të shndërrohen në një lloj të ri karburanti. Kjo kripë mund të ruhet në mënyrë të sigurt për dekada ose më gjatë.
Ky është një tjetër tregim në një seri që shqyrton teknologjitë dhe veprimet e reja që mund të ngadalësojnë ndryshimet klimatike, të zvogëlojnë ndikimet e tyre ose të ndihmojnë komunitetet të përballen me një botë që ndryshon me shpejtësi.
Aktivitetet që çlirojnë dioksid karboni (CO2), një gaz serrë i zakonshëm, kontribuojnë në ngrohjen e atmosferës së Tokës. Ideja e nxjerrjes së CO2 nga ajri dhe ruajtjes së tij nuk është e re. Por është e vështirë për t'u bërë, veçanërisht kur njerëzit mund ta përballojnë atë. Një sistem i ri zgjidh problemin e ndotjes nga CO2 në një mënyrë paksa të ndryshme. Ai e shndërron kimikisht gazin që ngroh klimën në karburant.
Më 15 nëntor, studiuesit nga Instituti i Teknologjisë i Masaçusetsit (MIT) në Kembrixh publikuan rezultatet e tyre të jashtëzakonshme në revistën Cell Reports Physical Science.
Sistemi i tyre i ri është i ndarë në dy pjesë. Pjesa e parë përfshin shndërrimin e dioksidit të karbonit nga ajri në një molekulë të quajtur format për të prodhuar karburant. Ashtu si dioksidi i karbonit, formati përmban një atom karboni dhe dy atome oksigjeni, si dhe një atom hidrogjeni. Formati përmban gjithashtu disa elementë të tjerë. Studimi i ri përdori kripën e formatit, e cila rrjedh nga natriumi ose kaliumi.
Shumica e qelizave të karburantit funksionojnë me hidrogjen, një gaz i ndezshëm që kërkon tubacione dhe rezervuarë nën presion për t'u transportuar. Megjithatë, qelizat e karburantit mund të funksionojnë edhe me format. Formati ka një përmbajtje energjie të krahasueshme me hidrogjenin, sipas Li Ju, një shkencëtar materialesh i cili udhëhoqi zhvillimin e sistemit të ri. Formati ka disa avantazhe ndaj hidrogjenit, vuri në dukje Li Ju. Është më i sigurt dhe nuk kërkon ruajtje në presion të lartë.
Studiuesit në MIT krijuan një qelizë karburanti për të testuar formatin, të cilin e prodhojnë nga dioksidi i karbonit. Së pari, ata e përzien kripën me ujë. Përzierja më pas u ushqye në një qelizë karburanti. Brenda qelizës së karburantit, formati çliroi elektrone në një reaksion kimik. Këto elektrone rrjedhën nga elektroda negative e qelizës së karburantit në elektrodën pozitive, duke përfunduar një qark elektrik. Këto elektrone rrjedhëse - një rrymë elektrike - ishin të pranishme për 200 orë gjatë eksperimentit.
Zhen Zhang, një shkencëtar materialesh që punon me Li-në në MIT, është optimist se ekipi i tij do të jetë në gjendje ta shkallëzojë teknologjinë e re brenda një dekade.
Ekipi kërkimor i MIT përdori një metodë kimike për të shndërruar dioksidin e karbonit në një përbërës kyç për prodhimin e karburantit. Së pari, ata e ekspozuan atë ndaj një tretësire shumë alkaline. Ata zgjodhën hidroksidin e natriumit (NaOH), i njohur zakonisht si sodë buke. Kjo shkakton një reaksion kimik që prodhon bikarbonat natriumi (NaHCO3), i njohur më mirë si sodë buke.
Pastaj ata e ndezën energjinë. Rryma elektrike shkaktoi një reaksion të ri kimik që ndau çdo atom oksigjeni në molekulën e sodës së bukës, duke lënë pas formatin e natriumit (NaCHO2). Sistemi i tyre shndërroi pothuajse të gjithë karbonin në CO2 - më shumë se 96 përqind - në këtë kripë.
Energjia e nevojshme për të hequr oksigjenin ruhet në lidhjet kimike të formatit. Profesor Li vuri në dukje se formati mund ta ruajë këtë energji për dekada pa humbur energjinë potenciale. Pastaj gjeneron energji elektrike kur kalon nëpër një qelizë karburanti. Nëse energjia elektrike e përdorur për të prodhuar format vjen nga energjia diellore, e erës ose hidroelektrike, energjia elektrike e gjeneruar nga qeliza e karburantit do të jetë një burim energjie i pastër.
Për të rritur shkallën e teknologjisë së re, tha Lee, "na duhet të gjejmë burime të pasura gjeologjike të sodës së kaustikës". Ai studioi një lloj shkëmbi të quajtur bazalt alkali (AL-kuh-lye buh-SALT). Kur përzihen me ujë, këto shkëmbinj shndërrohen në sodë kaustike.
Farzan Kazemifar është inxhinier në Universitetin Shtetëror të San Jose në Kaliforni. Hulumtimi i tij përqendrohet në ruajtjen e dioksidit të karbonit në formacionet nëntokësore të kripës. Largimi i dioksidit të karbonit nga ajri ka qenë gjithmonë i vështirë dhe për këtë arsye i kushtueshëm, thotë ai. Pra, është fitimprurëse të shndërrohet CO2 në produkte të përdorshme si formati. Kostoja e produktit mund të kompensojë koston e prodhimit.
Ka pasur shumë kërkime mbi kapjen e dioksidit të karbonit nga ajri. Për shembull, një ekip shkencëtarësh në Universitetin Lehigh përshkroi së fundmi një metodë tjetër për filtrimin e dioksidit të karbonit nga ajri dhe shndërrimin e tij në sodë buke. Grupe të tjera kërkimore po e ruajnë CO2 në shkëmbinj të veçantë, duke e shndërruar atë në karbon të ngurtë që më pas mund të përpunohet në etanol, një karburant alkoolik. Shumica e këtyre projekteve janë në shkallë të vogël dhe ende nuk kanë pasur një ndikim të rëndësishëm në uljen e niveleve të larta të dioksidit të karbonit në ajër.
Ky imazh tregon një shtëpi që punon me dioksid karboni. Pajisja e treguar këtu konverton dioksidin e karbonit (molekulat në flluskat e kuqe dhe të bardha) në një kripë të quajtur format (flluskat blu, të kuqe, të bardha dhe të zeza). Kjo kripë mund të përdoret më pas në një qelizë karburanti për të gjeneruar energji elektrike.
Kazemifar tha se opsioni ynë më i mirë është "të ulim së pari emetimet e gazrave serrë". Një mënyrë për ta bërë këtë është të zëvendësojmë lëndët djegëse fosile me burime të rinovueshme energjie si era ose dielli. Kjo është pjesë e një tranzicioni që shkencëtarët e quajnë "dekarbonizim". Por ai shtoi se ndalimi i ndryshimeve klimatike do të kërkojë një qasje shumëplanëshe. Kjo teknologji e re është e nevojshme për të kapur karbonin në zonat që janë të vështira për t'u dekarbonizuar, tha ai. Merrni fabrikat e çelikut dhe fabrikat e çimentos, për të përmendur dy shembuj.
Ekipi i MIT-it sheh gjithashtu përfitime në kombinimin e teknologjisë së tyre të re me energjinë diellore dhe të erës. Bateritë tradicionale janë projektuar për të ruajtur energji për javë të tëra. Ruajtja e dritës së diellit të verës deri në dimër ose më gjatë kërkon një qasje të ndryshme. "Me karburantin format," tha Lee, nuk jeni më të kufizuar as në ruajtjen sezonale. "Mund të jetë brez pas brezi."
Mund të mos shkëlqejë si ari, por “mund t’u lë 200 ton… formate bijve dhe bijave të mia”, tha Lee, “si trashëgimi”.
Alkalin: Një mbiemër që përshkruan një substancë kimike që formon jone hidroksid (OH-) në tretësirë. Këto tretësira quhen edhe alkaline (në krahasim me acidike) dhe kanë një pH më të madh se 7.
Akuifer: Një formacion shkëmbor i aftë të mbajë rezervuarë nëntokësorë me ujë. Termi zbatohet edhe për pellgjet nëntokësore.
Bazalt: Një shkëmb vullkanik i zi që zakonisht është shumë i dendur (përveç nëse një shpërthim vullkanik lë xhepa të mëdhenj gazi në të).
lidhje: (në kimi) një lidhje gjysmë e përhershme midis atomeve (ose grupeve të atomeve) në një molekulë. Formohet nga forcat tërheqëse midis atomeve pjesëmarrëse. Pasi formohen lidhjet, atomet funksionojnë si një njësi. Për të ndarë atomet përbërëse, molekulave duhet t'u furnizohet energji në formën e nxehtësisë ose rrezatimit tjetër.
Karboni: Një element kimik që është baza fizike e gjithë jetës në Tokë. Karboni ekziston lirisht në formën e grafitit dhe diamantit. Është një përbërës i rëndësishëm i qymyrit, gurit gëlqeror dhe naftës, dhe është i aftë të vetë-shoqërohet kimikisht për të formuar një larmi të gjerë molekulash me vlerë kimike, biologjike dhe tregtare. (Në kërkimin mbi klimën) Termi karbon nganjëherë përdoret pothuajse në mënyrë të ndërsjellë me dioksidin e karbonit për t'iu referuar ndikimit të mundshëm që një veprim, produkt, politikë ose proces mund të ketë në ngrohjen afatgjatë të atmosferës.
Dioksidi i karbonit: (ose CO2) është një gaz pa ngjyrë dhe pa erë i prodhuar nga të gjitha kafshët kur oksigjeni që thithin reagon me ushqimin e pasur me karbon që hanë. Dioksidi i karbonit çlirohet gjithashtu kur digjet lënda organike, duke përfshirë lëndët djegëse fosile si nafta ose gazi natyror. Dioksidi i karbonit është një gaz serrë që bllokon nxehtësinë në atmosferën e Tokës. Bimët e shndërrojnë dioksidin e karbonit në oksigjen përmes fotosintezës dhe e përdorin këtë proces për të prodhuar ushqimin e tyre.
Çimento: Një lëndë lidhëse që përdoret për të mbajtur dy materiale së bashku, duke e bërë atë të ngurtësohet në një lëndë të ngurtë, ose një ngjitës i trashë që përdoret për të mbajtur dy materiale së bashku. (Ndërtim) Një material i bluar imët që përdoret për të lidhur rërën ose shkëmbinjtë e thërrmuar së bashku për të formuar beton. Çimentoja zakonisht prodhohet si pluhur. Por sapo laget, shndërrohet në një lëng balte që ngurtësohet kur thahet.
Kimik: Një substancë e përbërë nga dy ose më shumë atome të kombinuara (të lidhura) në një proporcion dhe strukturë të caktuar. Për shembull, uji është një substancë kimike e përbërë nga dy atome hidrogjeni të lidhura me një atom oksigjeni. Formula e tij kimike është H2O. "Kimik" mund të përdoret gjithashtu si mbiemër për të përshkruar vetitë e një substance që vijnë nga reaksione të ndryshme midis përbërjeve të ndryshme.
Lidhje kimike: Një forcë tërheqjeje midis atomeve që është mjaftueshëm e fortë për të bërë që elementët e lidhur të funksionojnë si një njësi. Disa tërheqje janë të dobëta, të tjerat janë të forta. Të gjitha lidhjet duket se lidhin atomet duke ndarë (ose duke u përpjekur të ndajnë) elektrone.
Reaksion kimik: Një proces që përfshin një rirregullim të molekulave ose strukturave të një substance në vend të një ndryshimi në formën fizike (p.sh., nga gjendja e ngurtë në atë të gaztë).
Kimi: dega e shkencës që studion përbërjen, strukturën, vetitë dhe ndërveprimet e substancave. Shkencëtarët e përdorin këtë njohuri për të studiuar substanca të panjohura, për të riprodhuar substanca të dobishme në sasi të mëdha ose për të projektuar dhe krijuar substanca të reja të dobishme. (e përbërjeve kimike) Kimia i referohet gjithashtu formulës së një përbërjeje, metodës me të cilën përgatitet ose disa prej vetive të saj. Njerëzit që punojnë në këtë fushë quhen kimistë. (në shkencat shoqërore) aftësia e njerëzve për të bashkëpunuar, për t'u shoqëruar dhe për të shijuar shoqërinë e njëri-tjetrit.
Ndryshimi i klimës: Një ndryshim i rëndësishëm dhe afatgjatë në klimën e Tokës. Ky mund të ndodhë natyrshëm ose si rezultat i aktiviteteve njerëzore, duke përfshirë djegien e lëndëve djegëse fosile dhe prerjen e pyjeve.
Dekarbonizimi: i referohet kalimit të qëllimshëm larg teknologjive, aktiviteteve dhe burimeve të energjisë ndotëse që emetojnë në atmosferë gazra serrë me bazë karboni, siç janë dioksidi i karbonit dhe metani. Qëllimi është të zvogëlohet sasia e gazrave të karbonit që kontribuojnë në ndryshimet klimatike.
Elektricitet: Rrjedha e ngarkesës elektrike, zakonisht që rezulton nga lëvizja e grimcave të ngarkuara negativisht të quajtura elektrone.
Elektron: një grimcë e ngarkuar negativisht që zakonisht rrotullohet rreth rajonit të jashtëm të një atomi; është gjithashtu bartës i energjisë elektrike në trupat e ngurtë.
Inxhinier: Dikush që përdor shkencën dhe matematikën për të zgjidhur probleme. Kur përdoret si folje, fjala inxhinier i referohet projektimit të një pajisjeje, materiali ose procesi për të zgjidhur një problem ose nevojë të paplotësuar.
Etanol: Një alkool, i quajtur edhe alkool etilik, që është baza për pijet alkoolike si birra, vera dhe pijet alkoolike. Përdoret gjithashtu si tretës dhe lëndë djegëse (për shembull, shpesh i përzier me benzinë).
Filtër: (n.) Diçka që lejon kalimin e disa materialeve dhe kalimin e të tjerëve, varësisht nga madhësia ose karakteristikat e tyre të tjera. (v.) Procesi i përzgjedhjes së substancave të caktuara bazuar në veti të tilla si madhësia, dendësia, ngarkesa etj. (në fizikë) Një ekran, pllakë ose shtresë e një substance që thith dritën ose rrezatim tjetër ose parandalon në mënyrë selektive kalimin e disa prej përbërësve të saj.
Format: Një term i përgjithshëm për kripërat ose esteret e acidit formik, një formë e oksiduar e një acidi yndyror. (Një ester është një përbërës me bazë karboni i formuar duke zëvendësuar atomet e hidrogjenit të acideve të caktuara me lloje të caktuara të grupeve organike. Shumë yndyrna dhe vajra esencialë janë estere natyrale të acideve yndyrore.)
Lëndë djegëse fosile: Çdo lëndë djegëse, siç është qymyri, nafta (nafta bruto) ose gazi natyror, që është formuar gjatë miliona viteve brenda Tokës nga mbetjet e kalbura të baktereve, bimëve ose kafshëve.
Karburant: Çdo substancë që çliron energji nëpërmjet një reaksioni të kontrolluar kimik ose bërthamor. Karburantet fosile (qymyri, gazi natyror dhe nafta) janë lëndë djegëse të zakonshme që çlirojnë energji nëpërmjet reaksioneve kimike kur nxehen (zakonisht deri në pikën e djegies).
Qelizë karburanti: Një pajisje që shndërron energjinë kimike në energji elektrike. Karburanti më i zakonshëm është hidrogjeni, nënprodukti i vetëm i të cilit është avujt e ujit.
Gjeologji: Një mbiemër që përshkruan gjithçka që lidhet me strukturën fizike të Tokës, materialet e saj, historinë dhe proceset që ndodhin në të. Njerëzit që punojnë në këtë fushë quhen gjeologë.
Ngrohja globale: Një rritje graduale e temperaturës së përgjithshme të atmosferës së Tokës për shkak të efektit serë. Efekti shkaktohet nga rritja e niveleve të dioksidit të karbonit, klorofluorokarboneve dhe gazeve të tjera në ajër, shumë prej të cilave emetohen nga aktivitetet njerëzore.
Hidrogjeni: Elementi më i lehtë në univers. Si gaz, është pa ngjyrë, pa erë dhe jashtëzakonisht i ndezshëm. Është një përbërës i shumë lëndëve djegëse, yndyrnave dhe kimikateve që përbëjnë indin e gjallë. Ai përbëhet nga një proton (bërthama) dhe një elektron që rrotullohet rreth tij.
Inovacion: (v. të përtërij; mbiemër. të përtërij) Një përshtatje ose përmirësim i një ideje, procesi ose produkti ekzistues për ta bërë atë më të ri, më të zgjuar, më efikas ose më të dobishëm.
Kapsula: Emri i përgjithshëm për tretësirën e hidroksidit të natriumit (NaOH). Kapsula shpesh përzihet me vajra bimorë ose yndyrna shtazore dhe përbërës të tjerë për të bërë sapun në formë shkopi.
Shkencëtar i materialeve: Një studiues që studion marrëdhënien midis strukturës atomike dhe molekulare të një materiali dhe vetive të tij të përgjithshme. Shkencëtarët e materialeve mund të zhvillojnë materiale të reja ose të analizojnë ato ekzistuese. Analizimi i vetive të përgjithshme të një materiali, siç janë dendësia, forca dhe pika e shkrirjes, mund të ndihmojë inxhinierët dhe studiuesit e tjerë të zgjedhin materialet më të mira për aplikime të reja.
Molekulë: Një grup atomesh elektrikisht neutralë që përfaqëson sasinë më të vogël të mundshme të një përbërjeje kimike. Molekulat mund të përbëhen nga një lloj atomi ose lloje të ndryshme atomesh. Për shembull, oksigjeni në ajër përbëhet nga dy atome oksigjeni (O2), dhe uji përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni (H2O).
Ndotës: Një substancë që kontaminon diçka, siç është ajri, uji, njerëzit ose ushqimi. Disa ndotës janë kimikate, siç janë pesticidet. Ndotes të tjerë mund të jenë rrezatimi, duke përfshirë nxehtësinë ose dritën e tepërt. Edhe barërat e këqija dhe speciet e tjera pushtuese mund të konsiderohen një formë e bio-ndotjes.
I fuqishëm: Një mbiemër që i referohet diçkaje që është shumë e fortë ose e fuqishme (si një mikrob, helm, ilaç ose acid).
I rinovueshëm: Një mbiemër që i referohet një burimi që mund të zëvendësohet për një kohë të pacaktuar (si uji, bimët e gjelbra, rrezet e diellit dhe era). Kjo është në kontrast me burimet jo të rinovueshme, të cilat kanë një furnizim të kufizuar dhe mund të shterohen në mënyrë efektive. Burimet jo të rinovueshme përfshijnë naftën (dhe lëndë djegëse të tjera fosile) ose elementë dhe minerale relativisht të rralla.