Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

УГЛЕРОДА ДИОКСИД

УГЛЕРОДА ДИОКСИД

УГЛЕРОДА ДИОКСИД (оксид углерода(IV), ангидрид угольной кислоты, углекислый газ) CO2, хорошо известный пузырящийся ингредиент газированных безалкогольных напитков. Человек знал о целебных свойствах «шипучей воды» из природных источников с незапамятных времен, но только в 19 в. научился получать ее сам. Тогда же было идентифицировано вещество, делающее воду шипучей, – углекислый газ. Впервые для целей карбонизации этот газ был получен в 1887 в ходе реакции между измельченным мрамором и серной кислотой; его выделяли и из природных источников. Позже СО2 стали получать в промышленных масштабах сжиганием кокса, прокаливанием известняка и брожением спирта. Более четверти века диоксид углерода хранили в стальных баллонах под давлением и использовали почти исключительно для газирования напитков. В 1923 как коммерческий продукт стали производить твердый СО2 (сухой лед), а примерно в 1940 – жидкий, который разливали в специальные герметичные цистерны под высоким давлением.

Основные различия между двуокисью углерода и окисью углерода

Указанные пункты являются критическими для понимания существенных различий между диоксидом углерода и оксидом углерода:

  1. Углекислый газ — это сочетание углерода и кислорода; его получают путем полного сжигания ископаемого топлива, углей и т. д. Это газ при комнатной температуре. Угарный газ также является комбинацией углерода и кислорода; он получается при неполном сгорании углей, ископаемого топлива, извержений лесов, вулканов и т. д.
  2. Молекулярная формула диоксида углерода представляет собой СО2 и молярную массу 44 г / моль, в то время как молекулярная формула монооксида углерода представляет собой СО, с молярной массой 28 г / моль.
  3. Длина связи между углеродом и кислородом составляет 116, 3 пм в случае CO2, тогда как она составляет 112, 8 пм CO.
  4. Углерод и кислород разделяют ковалентную связь между ними в СО2, тогда как в СО углерод и кислород делят ковалентную, а также координационную связь между ними, известную как тройная ковалентная связь.
  5. CO2 встречается в природе в атмосфере. Эти газы естественным образом образуются при дыхании животных и людей, химических реакциях, ферментации и сжигании ископаемого топлива. СО не встречается в природе в атмосфере. Эти газы образуются при неполном сгорании ископаемого топлива, нефти, угля и природного газа.
  6. Углекислый газ является невоспламеняющимся, безвкусным, без запаха и неопасным газом. Угарный газ — горючий, ядовитый, бесцветный, безвкусный, без запаха газ.

сходства

  • Оба газа безвкусны, бесцветны и не имеют запаха.
  • Повышенные уровни CO2 и CO могут быть опасны для здоровья и иногда приводят к смерти.
  • Углерод и кислород являются комбинациями образования обоих газов.
  • Они высвобождаются при сгорании.

Вывод

Мы можем подвести итог, сказав, что с различием атома кислорода в обеих молекулах, эти молекулы, кажется, изменяются явно и влияют на живые существа и природу в различной природе. Поскольку углекислый газ выделяется животными и используется растениями, его присутствие в атмосфере допустимо до определенных пределов, но увеличение уровня окиси углерода может вызвать токсичность и вызвать такие симптомы, как «грипп» и удушье.

Углекислый газ

Углекислый газ

Углекислый газ, двуокись или оксид углерода (IV) представляет собой газообразное бесцветное вещество, не имеющее запаха. Его химическая формула — CO2. Двуокись не горит и в минимальных концентрациях не представляет опасности для организма. Также она является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности растений.

Это соединение кислорода и углерода примерно в полтора раза тяжелее воздуха. Оно плохо растворяется в воде, а при повышении давления или охлаждении оксид становится твёрдым. Твёрдая углекислота известна под названием «сухой лёд». Она отличается способностью переходить из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое.

У вещества линейная молекула. Из-за четырёх неспаренных электронов в своих соединениях углерод проявляет валентность, равную IV.

Атом углерода в этом соединении имеет пару двойных связей с кислородными атомами. Полярность четырёх связей делает молекулу двуокиси неполярной. Это хорошо видно в структурной формуле оксида, которая наглядно демонстрирует связь атомов внутри молекулы:

Взаимодействие с другими веществами

В химии углекислота считается солеобразующим оксидом, проявляющим слабые свойства окислителя. Она прекрасно взаимодействует с водой, причём эта реакция является практически полностью обратимой.

Читайте так же:
Основные цеха завода черной металлургии полного цикла

Вещество имеет следующие химические свойства:

В химии углекислота

  • Вступление в реакцию с основными оксидами и основаниями. Соединение взаимодействует лишь с щелочами и их оксидами. При этом могут образовываться кислые и средние соли. К примеру, гидроксид калия в таком случае образует гидрокарбонат калия, который является кислой солью. Если же щелочи много, то получится карбонат калия — средняя соль.
  • Взаимодействие с карбонатами с последующим образованием гидрокарбонатов.
  • Реакции с некоторыми восстановителями, например, с углеродом, магнием и пероксидом натрия.

Методы получения

Углекислый газ получают и в лабораториях, и в промышленности. В лабораторных условиях для его производства применяются следующие методы:

  • Воздействие сильными кислотными веществами на карбонаты и гидрокарбонаты различных металлов.
  • Углекислое соединение образуется, когда растворимые карбонаты реагируют с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III).
  • Разложение растворимых гидрокарбонатов и нерастворимых карбонатов при высоких температурах.

На производстве двуокись получают из печных газов, а также из продуктов разложения известняка и доломита. Для этого смесь веществ промывают раствором карбоната калия. Реагент поглощает углекислоту и становится гидрокарбонатом. Получившееся вещество нагревают, что приводит к его разложению и высвобождению оксида углерода. Затем газ закачивают в баллоны.

Применение углекислоты

Химические и физические характеристики соединения позволяют использовать его в самых разных областях. Так, вещество активно применяется в химической промышленности, металлургии и при производстве бумаги.

Применение углекислоты для сварки

А также углекислота применяется в следующих сферах деятельности:

  • сварка;
  • сельское хозяйство;
  • медицина;
  • фармацевтика;
  • приборы и оборудование;
  • защита окружающей среды;
  • пищевая промышленность;
  • пневматическое оружие.

Очень востребован этот вид оксида углерода в системах пожаротушения. Им наполняют специальные огнетушители. Их принцип действия основан на том, что углекислота не горит и весит больше воздуха. За счёт этого вещество окутывает очаг возгорания и перекрывает для огня источник кислорода, которые необходим для поддержания процесса горения. В таких условия пламя довольно быстро гаснет.

Физиологическое действие

Углекислота — нетоксичное вещество. Но если в воздухе её становится слишком много, то все живые организмы, дышащие кислородом, могут испытывать приступы удушья, способные привести к смерти. По этой причине углекислому газу присвоен четвёртый класс опасности.

Если уровень находящегося в воздухе углеродного соединения составляет от 2 до 4%, то человек чувствует сонливость и слабость. Когда концентрация двуокиси достигает 7—10%, начинают появляться симптомы удушья, похожи на признаки высотной болезни:

Симптомы удушья,

  • головная боль;
  • головокружение;
  • слуховые расстройства;
  • потеря сознания.

Чем выше концентрация газа в атмосфере, тем длительнее проявляются симптомы. При очень высокой концентрации оксида человек или животное быстро погибает от удушья, которое вызывается гипоксией.

Само по себе вдыхание воздуха с высоким содержанием двуокиси неопасно, а потому не влечёт за собой длительных проблем со здоровьем. После того как пострадавший переносится в атмосферу с обычным уровнем углекислоты, его самочувствие приходит в норму.

Химический (молекулярный) состав нефтей и природных газов

Основными компонентами газа газовых месторождений являются метан и его гомологи: этан, пропан, бутан, пентан, гексан. Общая их формула СnH2n+2. Среди гомологов метана обычно преобладает этан, затем пропан. Газ, богатый этаном, пропаном, бутаном, пентаном называется жирным. Неуглеводородные компоненты газа представлены обычно азотом и углекислым газом, примесью сероводорода. В незначительных количествах присутствуют благородные газы – гелий и аргон. Содержание азота в газах достигает до 50%, углекислого газа — до 100%, сероводорода – до 6%, гелия – до 10%, аргона – до 2%.

Нефть представляет собой смесь трех основных групп углеводородов: метановых (парафиновых, алкановых), нафтеновых (циклановых), ароматических (ареновых)

Метановые углеводороды

Метановые углеводороды — полностью насыщенные соединения, не способные к реакциям присоединения. Общая их формула СnH2n+2. Они могут иметь нормальное строение в виде неразветвленных цепей или изостроение в виде разветвленных цепей.

Простейшие члены содержащие в молекуле от одного до пяти атомов углерода при нормальной температуре являются газами. К газам относятся: CH4 — метан, C2H6 – этан, C3H8 – пропан, C4H10 – бутан, C5H12 – пентан. Углеводороды, содержащие от 6 до 20 атомов углерода в молекуле, являются жидкими. Высокомолекулярные алканы имеют твердое состояние, называются парафинами.

Нафтеновые углеводороды

Нафтеновые углеводороды – непредельные, циклические*соединения, углеводородные цепи которых замкнуты в пяти и шестичленные кольца. Общая их формула СnH2n. Содержание водорода в них меньше, чем в метановых углеводородах.

Читайте так же:
Углы заточки фрез по металлу

В нафтеновой группе могут быть одно, два или более колец. К ним могут присоединяться цепочки метанового строения – алкильные группы. Особенностью нафтеновых углеводородов и их производных является способность к изомеризации, т.е. к образованию разветвленных цепей. Под влиянием каталитических процессов системы из шестичленных циклов легко переходит в пятичленные. В легких фракциях нафтеновых нефтей преобладают производные циклогегсана, в более тяжелых – полициклические углеводороды. Углеводородные соединения, в молекулах которых присутствует более 20 атомов углерода представляют собой твердые вещества – битумы.

Ароматические углеводороды

Ароматические углеводороды имеют общую формулу СnH2n-6. Основой их строения являются бензольные кольца. Эти соединения обладают повышенной неустойчивостью и химической активностью по сравнению с метановыми и нафтеновыми углеводородами, высокой растворяющей способностью. Такие свойства обусловлены наличием в ядре двойных связей, одна из которых может стать свободной и присоединить другие молекулы. Моноциклические арены – премущественно гомологи бензола с недлинными боковыми цепями.

Среди полициклических ароматических углеводородов преобладают нафталин и его гомологи. Это уже не нефть, а битумы, с высоким молекулярным весом.

В нефтях и газах содержатся соединения, в молекулах которых помимо углеводородных радикалов входят атомы серы, азота и кислорода. Содержание метановых углеводородов в нефтях различных типов составляет 25 — 70%, нафтеновых – 15 — 75%, ароматических — до 35%.

По Дж.Ханту (1987) в «типичной» нефти, имеющей плотность 850 кг/м 3 содержание метановых углеводородов составляет 25%, нафтеновых – 50%, ароматических – 17%, смол и асфальтенов – 8%.

Применение

Карбонат натрия используют в стекольном производстве; мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков; эмалей, для получения ультрамарина. Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще уменьшения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na2B4O7, Na2HPO4. Может использоваться в сигаретных фильтрах.

В пищевой промышленности карбонаты натрия зарегистрированы в качестве пищевой добавки E500, — регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию. Карбонат натрия (кальцинированная сода, Na2CO3) имеет код 500i, гидрокарбонат натрия (пищевая сода, NaHCO3) — 500ii, их смесь — 500iii.

Одна из новейших технологий повышения нефтеотдачи пластов — АСП заводнение, в котором применяется сода в сочетании с ПАВ для снижения межфазного натяжения между водой и нефтью.

В фотографии используется в составе проявителей как ускоряющее средство.

Самостоятельно добавляется в моторное масло для предотвращения полимеризации. Концентрация 2 г на 1 л масла.

Карбонат натрия

Все про углерод: опасность CO2 и методы нейтрализации выбросов углекислого газа

Города, особенно мегаполисы — это центры развития технологий, бизнеса и культуры. Но есть и обратная сторона медали — колоссальный уровень загрязнения окружающей среды. В первую очередь, речь идет о промышленных отходах, твердых, жидких и газообразных. Что касается последних, то больше всего в атмосферу Земли выбрасывается углекислого газа. На долю городов приходится около 70% выбросов CO2. А это означает, что города становятся еще и главной причиной изменений климата на Земле — глобального потепления. Руководитель российского представительства Bolt Екатерина Хан рассказывает о том, как можно решить эту проблему, приблизив города к углеродно-нейтральным и тем самым снизив негативное воздействие на окружающую среду.

Читайте «Хайтек» в

Сеул, Гуанчжоу, Нью-Йорк, Гонконг и Лос-Анджелес — главные центры «поставок» углекислого газа в атмосферу Земли. Ежегодно каждый из них выбрасывает более 150 млн тонн СО2. Основные техногенные источники углекислоты — промышленные предприятия, транспортные средства и сельское хозяйство, в первую очередь — вырубка лесов и превращение этих территорий в пахотные земли.

Что не так с СО2, почему его считают вредным?

Сам по себе углекислый газ не вреден для окружающей среды. Наоборот, он является одним из главных элементов процесса жизнедеятельности растений. Они поглощают СО2, перерабатывают его и выделяют в атмосферу кислород. Но если диоксида углерода становится слишком много, он начинает играть роль тепловой изоляции для планеты. Излучение Солнца свободно проходит через атмосферу, но вот обратно, в космос, уходит тем меньше тепловой энергии, чем больше парниковых газов в газовой оболочке Земли. Поверхность планеты начинает нагреваться. Тают льды, изменяются климат и видовой состав флоры и фауны.

Читайте так же:
Рассчитать вес стального листа

Природа будет развиваться, эволюционировать и дальше, изменение климата — проблема, прежде всего, для человечества, которое тысячи лет живет в относительно комфортных условиях. Если уровень Мирового океана значительно изменится, начнутся катастрофы, проблемы будут не у отдельно взятых людей, а у целых государств. С этим стараются бороться. Чем дальше, тем активнее обсуждается вопрос необходимости снижения выбросов парниковых газов, предпринимаются активные действия. К сожалению, не все корпорации и страны готовы действовать в этом направлении. Например, США под руководством Дональда Трампа даже вышли из Парижского соглашения по климату. Но определенный прогресс всё же есть.

Углеродная нейтральность как инструмент решения проблемы климатических изменений

В этом году на саммите ООН по климату 66 стран мира взяли на себя обязательство достичь к 2050 году углеродной нейтральности. Документ был подписан 23 сентября 2019 года. Кроме государств, обязательство подписали 10 регионов, 102 города, 93 компании и 12 инвесторов. В дополнение к этому мэры 19 крупнейших городов мира заявили о том, что к 2050 году их населенные пункты станут углеродно-нейтральными. Соответствующий документ подписан властями Копенгагена, Йоханнесбурга, Лондона, Лос-Анджелеса, Монреаля, Нью-Йорка, Ньюберипорта, Парижа, Портланда, Сан-Франциско, Сан-Хосе, Санта-Моники, Стокгольма, Сиднея, Токио, Торонто, Цване, Ванкувера и Вашингтона. К слову, здания и сооружения в городах генерируют более 50% выбросов парниковых газов в городах.

Что же такое углеродная нейтральность? Это один из методов предотвращения или сведения к минимуму выбросов СО2 в атмосферу. Некоторые компании достигают углеродной нейтральности самостоятельно, изменяя производственный процесс, используя другие материалы и химические соединения. Другие компенсируют негативное воздействие за счет сотрудничества с организациями по охране окружающей среды.

Второй вариант более предпочтителен для брендов, которые занимаются производством одежды, транспортных компаний, ритейлеров. Они возмещают наносимый вред участием в социальных проектах экологической направленности. Это могут быть высадка деревьев, акции по защите лесов, проекты оптимизации сельского хозяйства, инвестиции в зеленое или безотходное производство. Среди брендов одежды соглашение об углеродной нейтральности подписали Burberry, Prada, Michael Kors, Versace, Tommy Hilfiger, Calvin Klein, Hermès, Chanel, Adidas, Nike, Puma, Zara, H&M и другие компании.

Но основное влияние на решение вопроса экологии продолжают оказывать города и страны. Некоторые продвинулись в переходе на углеродную нейтральность сильнее, чем другие.

Сан-Франциско. Этот американский город реализует собственный проект по сокращению выбросов парниковых газов. Руководство Сан-Франциско решило делать город углеродно-нейтральным, несмотря на политику Дональда Трампа, который, как и говорилось выше, вывел свою страну из Парижского соглашения по климату. Сейчас жители населенного пункта постепенно переходят на возобновляемые источники энергии, по возможности используют велосипеды вместо автомобилей и высаживают деревья. Результат уже есть — в 2016 году уровень выбросов СО2 в Сан-Франциско снизился на треть по сравнению с 1990 годом. А к 2050 году руководство города обещает сделать его углеродно-нейтральным. Более того, к этой цели постепенно движется весь штат.

Ливерпуль. В этом городе поставили цель стать углеродно-нейтральным уже в следующем году. Для этого в Ливерпуле постепенно переходят на возобновляемые источники энергии, проводят политику снижения количества автомобилей, занимаются озеленением города и его окрестностей. Контроль за выбросами СО2 осуществляется при помощи специализированной блокчейн-системы, которая упрощает процесс торговли квотами на выбросы. В итоге все данные о выбросах прозрачны, а изменить что-либо в реестре нельзя.

Копенгаген. Еще один крупный город, который реализует собственный углеродно-нейтральный план. Стать нейтральным Копенгаген планирует на пять лет позже Ливерпуля — к 2025 году. За это время планируется построить муниципальные солнечные и ветряные электростанции, внедрить smart-технологии в муниципальные службы и снизить количество автотранспорта.

Хельсинки. Столица Финляндии планирует стать углеродно-нейтральным городом к 2035 году. Власти разработали масштабный план из 143 пунктов. В него входят, как в уже описанные выше проекты, использование зеленой энергетики, снижение количества транспортных средств, популяризация велотранспорта и прогулок. Также финны хотят сократить потребление тепловой энергии за счет модернизации старых зданий. Руководство этой страны рассматривает возможность запретить продажу автомобилей с ДВС и разрешить автомобильным компаниям продавать лишь электромобили.

Читайте так же:
Направляющие рельсы для чпу

Аделаида. Австралийский город старается стать первым в мире углеродно-нейтральным населенным пунктом. Мэрия разработала специальные программы поддержки граждан, которые строят современные, энергоэффективные дома, модернизируют устаревшие здания, приобретают электротранспортные средства, устанавливают ветряки и солнечные электростанции.

Также практически все города, которые сейчас реализуют проекты углеродной нейтральности, продвигают концепции каршеринга, райдшеринга, власти занимаются популяризацией электросамокатов, скутеров и других транспортных средств, которые не выбрасывают вредные вещества в атмосферу, занимая при этом минимум пространства на дороге. В этом должны помогать и транспортные компании. Bolt, например, активно развивает идею райдшеринга, расширяет сеть электросамокатов в городах, постепенно переходит на использование в поездках на такси электромобилей. Недавно компания запустила глобальную инициативу Green Plan, в рамках который запланированы инвестиции в 10 млн евро в углеродно-нейтральные поездки до конца 2025 года. Помимо компенсации ущерба от совершаемых на такси поездок, мы хотим предоставить нашим пассажирам возможность пожертвовать средства и участвовать в экологических инициативах прямо в приложении Bolt.

Появляются стартапы, которые нацелены перерабатывать углекислый газ. Одна из таких компаний — LanzaTech. Она занимается производством топлива из газообразных выбросов промышленных предприятий. Еще один стартап, Climeworks, вытягивает углекислоту из атмосферы, используя ее в качестве промежуточного элемента для производства метана. Завод был построен в прошлом году на финансы, предоставленные Европейским союзом. Еще один вариант — перевод CO2 из газообразного состояния в твердое, то есть химическое связывание с горными породами. Такое предприятие работает в Исландии, вводя в литосферу СО2, удаленный из атмосферы. Конечно, производительность таких систем не очень большая, но с течением времени они станут применяться в большем количестве регионов, снижая концентрацию углекислоты.

Несмотря на то, что большинство проблем нашей планеты — прямой результат деятельности человека, сегодня общество потребления начинает осознавать важность ежедневного вклада в борьбу с изменением климата. Вопрос защиты окружающей среды перестает быть прерогативой природоохранных организаций. Масштаб проблемы заставляет нас всех объединиться. Люди всё чаще начинают выбирать углеродно-нейтральный транспорт вместо обычного, покупать биоразлагаемые пакеты или заказывать кофе без пластиковой крышки. Всё это становится возможным в том числе и из-за своевременной реакции бизнеса на проблематику экологии. Современный бизнес не может функционировать, игнорируя вопросы охраны окружающей среды. Так, попытки многих крупных компаний прийти к углеродной нейтральности — начало очень важной для всех нас тенденции.

Разложение воды и углерода

Ученые утверждают, что нашли способ, чтобы получить возобновляемую энергию из легко доступных соединений, таких как вода и диоксид углерода (углекислый газ CO2).

Синтез-газ из углекислого газа и воды

Этот завод в Исландии превращает двуокись углерода в синтез-газ и в конечном итоге в метанол топливо

Задачи по существу сводится к впрыскиванию энергии от солнца или других возобновляемых источников для разрыва химических связей воды и углекислого газа. Это является очень сложной проблемой, но решаемой.

Проблема в том, что CO2 это очень стабильная, инертная молекула. Химики могут заставить разложиться этой молекуле путем выделения электричества или тепла. Первым шагом в этом процессе обычно отделить один атом кислорода сделать из CO2 CO. Молекулы CO затем могут быть объединены с H2 чтобы сделать комбинации известного синтез-газа, который может быть преобразован в метанол. Метанол как простейший одноатомный спирт может быть использован непосредственно или преобразован в другие ценные химические вещества и топливо. Огромные химические заводы делают именно это, но они делают сингаз не из воздуха, а с природного газа.

Таким образом, задача для химиков является синтез-газ из углекислого газа и воды:

Синтез-газ — смесь монооксида углерода СО и водорода H2

Установка по образованию монооксида углерода и водорода

Сейчас ученые создали установку которая фокусирует широкую полосу солнечного света на полупроводниковые панели, которые преобразуют 38% поступающей энергии в электричество с высоким напряжением. Электричество подается на шунтирующие электроды для двух электрохимических элементов: один, который расщепляет молекулы воды, а другой расщепляет CO2. Тем временем значительная часть оставшейся энергии в солнечном свете используется как тепло для разогрева на сотни градусов, шаг, который снижает количество электричества, необходимого для разделения воды и CO2.
Таким образом 50% поступающей солнечной энергии может быть преобразовано в химические связи. Неясно, является ли этот процесс по образованию монооксида углерода и водорода синтез-газа (сингаза) дешевым, как из природного газа.
Ученые отмечают, что экономический анализ установки расщепления впервые описанной в 2002 году, можно генерировать килограмм H2— энергетический эквивалент 4 литра бензина — стоимостью $ 2,61.

Читайте так же:
Партнер 350 регулировка карбюратора инструкция

Учитывая эти трудности по-прежнему пытаются разделить CO2 при более низких температурах. Один такой подход уже коммерчески применяется.

В Исландии международная компания проводит рециркуляцию углерода с 2012 года, используя образование синтез газа из углекислого газа и воды. Компания использует на островах изобилие геотермальной энергии для производства электроэнергии, который управляет электролизом машин, которые разделяют CO2 и воду. В результате сингаз затем превращается в метанол.

Синтез-газ можно создать из воды и углекислого газа CO2.

Энергия катализатора

Конечно в большинстве регионов мира как в Исландии нет обильной геотермальной энергии, необходимой для управления процессом, чтобы возобновляемая энергия получилась, поэтому используется энергия катализатора. Энергия катализатора может разделить CO2 на атом кислорода и СО. Эти катализаторы обычно находятся на катоде, один из двух электродов в электролитическая ячейке содержащей воду. На противоположном электроде молекулы воды делятся на электроны, протоны и кислород. Электроны и протоны двигаются к катоду, где CO2 молекулы делятся на CO и атомы кислорода.
Сегодня идеальным стандартом для таких катализаторов является золото. В 1980-х годов японские исследователи обнаружили, что электроды из золота проявляют высокую активность при расщеплении CO2 до CO во всех установках при низкой температуре. Тогда в 2012 году, в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния обнаружено, что лучше делать электрод с тонким слоем золота, разделять наноразмерные кристаллиты в связи с чем увеличилась энергия катализатора в 10 раз. Однако применять золото по $36000 за килограмм по-прежнему слишком дорого для использования в массовых масштабах.

геотермальная энергия

Исследователи в университете штата Делавэр (UD), Норуолк, сообщили что катализаторы из наночастиц серебра делать также можно. Также доказали, что можно даже дешевле использовать катализаторы из цинка, что также оказывается весьма эффективным для получения CO. Также ученые сообщают, что электроды, изготовленные из нанокристаллической меди позволяют непосредственно синтезировать множество более сложного жидкого топлива, как этанол и ацетат при беспрецедентной эффективности возобновляемой энергии.

Процесс электролиза с помощью света

Также исследователи во всем мире проводят низкотемпературный процесс электролиза CO2 и H2O с энергией непосредственно от солнечного света. Процесс электролиза использует поглощение света на основе полупроводников, например на основе диоксида титана – нанотрубок, чтобы выработать CO, метан или другие углеводороды. До настоящего времени такие установки не очень эффективны. Обычно они преобразуют менее 1% поступающей солнечной энергии в химические связи, лучше с помощью ультрафиолетового излучения солнца, которое составляет лишь крошечную часть спектра. Сейчас ученые химики сообщают, что упростили процесс электролиза, разработав на основе висмута фотокатализатор, который преобразует 6,1% энергии видимого светового спектра в химические связи CO.
Несмотря на прогресс на всех этих фронтах ученые предупреждает, что синтез газа из углекислого газа и воды пройдет еще долгий путь, чтобы конкурировать непосредственно с жидким ископаемым топливом, особенно сейчас, когда цены на нефть стабильны и относительно невелики.

Ученые утверждают, что широкое проникновение возобновляемой энергии в виде солнечной и ветровой произойдет. Дания, например, уже производит около 30% своего электричества от ветряных станций и находится на темпе, чтобы достичь 50% к 2020 году. Особенно в ветреный день в июле ветровые электростанции сформировали 140% потребностей страны в электричестве. Избыток был отправлен соседям в Германию, Норвегию и Швецию. Однако избыток энергии во времена пика производства возобновляемой энергии может привести стоимость электроэнергии к нулю, а рентабельность даже ниже с учетом низкого энергопотребления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector