Как да улавяме и превръщаме въглеродния двуокис в енергия

Какво се случва сега?

От октомври 2010 насам, въглеродният двуокис в атмосферата на Земята се изчислява на 388 ppm (parts per million) на единица обем. С тази стряскаща, през 2011, емисиите от въглероден двуокис, образувани от консумацията на въглища ще бъдат над 5,636.3 милиона тона. За щастие вече сме свидетели на създаването на множество концепции, при които с помощта на алтернативни системи се намаляват вредните CO2 емисии. Пример са улавянето на енергията на слънцето, на вятъра и дори водородните горивни клетки…

Но какво, ако погледнем в ядрото на проблема, като използваме самия въглероден двуокис за нашите важни индустриални и икономически цели? Всъщност, реално вече има съвестни начинания, които използват въглеродния двуокис; като започнем от употребата му за захранване на топлоцентрали, до използването му като гориво.

Тенденции

1. CO2 за геотермална енергия:

Мега проект на енергийното министерство на САЩ ще използва CO2 за извличане на топлина от подземни скални масиви за захранване на геотермални електрически централи. Строежът на това амбициозно начинание на границата между щата Аризона и Мексико ще направи възможно използването на напреднала технология, разработена от Националната лаборатория в Лос Аламос. Технологията приканва към използване на CO2 като заместител на вода и други течности за пренасяне на подземна геотермална енергия към заводи на повърхността. Проектът сам по себе си ще включва изграждането на електроцентрала с 3-5МВ капацитет.

2. Превръщане на въглероден двуокис в гориво – с помощта на слънчева енергия:

През 90-те години на миналия век, Лин Чао от Университета в Принстън представи уникална разработка под формата на електрохимична клетка, с CO2 като електролит. В тази клетка, той използва паладиеви катоди и катализатор от пиридин (форма на органичен химикал, субпродукт на нефтена преработка), и с прокарване на електричен заряд, открил, че от CO2 може да се получи метанол. След това, през 2003, студентка на име Емили Бартън изобрети електрохимична клетка, с помощта на полупроводников материал, използван във фотоволтаични соларни клетки за един от електродите. По-късно тя успява да трансформира CO2 в просто гориво посредством слънчевата енергия:

Група учени от Технологичния институт на Калифорния, водени от Сосина Хайли изобрети висок 60 см прототип на соларен реактор, който събира слънчева енергия и след това я използва като катализатор за преобразуване на въглероден двуокис и вода в горива. Реакторът с куха сърцевина има кварцов прозорец за увеличаване на слънчевите лъчи за нагорещяване на приспособлението. Горещината, на свой ред, генерира реакция, която произвежда водород (използваем като гориво) и въглероден монооксид (с приложение в различни индустрии) от въглеродния двуокис.

4. Дишащо “колие” филтрира CO2 за енергия:

Изумително причудливо, но пък умело; това са филтриращи нагръдници, които могат да се носят като аксесоар. Макар да изглеждат като някой пост-апокалиптичен противогаз, тези чудесии могат да филтрират CO2 от заобикалящия въздух, което го прави по-лесен за дишане, като в същото време въглеродният двуокис се превръща в електричество.

{becssg}polezno/co2air|width=600|height=397{/becssg}

5. Преобразуване на CO2 в енергия:

Друга система, донякъде подобна на гореспоменатия слънчев реактор, разработена от Клифърд Кубиак и Аарон Сатрум от Университета в Сан Диего. Системата използва слънчева енергия за превръщане в електричество, което на свой ред се използва за зареждане на двата катализатора. Инициираната с това химическа реакция, преобразува CO2 в кислород и въглероден монооксид. Последният може да е токсичен, но има множество приложения в химическата индустрия, медицината и дори се използва за оцветяване на месо.

6. Нова микробна технология превръща слънчевите лъчи и CO2 в гориво:

Компанията за производство на биогорива Joule Unlimited е постигнала успех в изобретяването на цианобактерия, която изисква само слънчева светлина и CO2, за да произведе течни въглеводороди като етанол и дизел. Според компанията, изключителният патент съдържа рекомбинантен acyl ACP reductase (AAR) ензим и рекомбинантен alkanal decarboxylative monooxygenase (ADM) ензим. Смесването на тези ензими с бактерията произвежда течни въглеводороди само с един процес.

7. Бактерия, която превръща CO2 в енергия:

В друг отделен проект на факултета по инженерни и приложни науки към Университета на Лос Анджелис са модифицирани генетично цианобактерии за производство на течното гориво изобутанол. Реакцията сама по себе си се задейства от слънчева светлина, което е реплика на фотосинтезата. Крайният продукт, изобутанолът, в общия смисъл се смята за алтернатива на петрола.

Концепцията
Може да има няколко странични ефекта от изпаренията от въглеродни и парникови газове, от увеличаване на микро нивата на замърсяване дори до модели на промяна на климата над огромни райони. Така че в крайна сметка всичко опира до канализиране на вредното влияние на въглеродните емисии в система, която може да помогне на енергийните ни нужди. Затова трябва да подкрепяме и развиваме такива технологии, което може да осигури поне някакво решение на този ескалиращ проблем.

Предимствата
Емисиите от парникови газове може да се окажат едно от най-големите бедствия, създадени от човека в дългосрочен аспект. Но такива полезни технологии не само ни позволяват да регулираме нивата на замърсяване, но и да ги използваме за бъдещ икономически прогрес. Така че ползите са ‘двойни’ или иначе казано те не са ограничени само до намаляването на нивата на замърсяване, но обхващат и допълнителното генериране на енергия.

Резултатите
Както вече споменахме, въглеродният двуокис съставлява около 388 части на милион от нашата атмосфера. Статистически, това е увеличение с 31% спрямо последните 250 години, 15% от които в последните 35 години. При консумацията на изкопаеми горива, петролът има дял от 35%, докато въглищата и природният газ са съответно с 27% и 20%; и всички те допринасят за феноменалните нива на емисиите от въглероден двуокис. Така, макар и парадоксално, за нас е много удобно да наречем въглеродния двуокис основен източник на енергия в тези цифри. Резултатът може да е определено впечатляващ, с използването на замърсяващ елемент като източник на енергия.

Източник: Ecofriend.com; pedroandrade.com