Водородные элементы уже используются в автобусах в таких городах, как Лондон. Изображение: Sludge G через Flickr
Научные исследователи во всем мире открывают для себя потенциал новых источников энергии - от превращения углекислого газа в топливо до обеспечения возможности движения автомобилей на воде.
Ученые в США использовали молекулярную биологию для создания катализатора, способного разделить воду на водород и кислород, Это означает, что по-настоящему возобновляемый биотехнологический материал может использоваться, чтобы помочь автомобилям ездить по воде.
В Китае химики объявили о создании наноткани - катализатора, объединяющего атомы за один раз, - который мог бы начать процесс превращения углекислого газа парникового газа обратно в топливо.
И с тем, что кажется идеальным временем, новое технологическое предприятие в Швейцарии надеется стать первым коммерческим заводом, который собирать углекислый газ из воздуха.
Первые два предложения все еще находятся в лабораторной стадии, а третье еще предстоит доказать свою жизнеспособность. Но лабораторные достижения поддерживают надежды на окончательную переработку энергии.
В первом процессе вода обеспечивает энергию для химической реакции, которая приводит в движение транспортное средство, а затем снова превращается в воду из выхлопной трубы автомобиля. А во-вторых, газ, выпущенный в виде выбросов от ископаемого топлива, может превратиться в топливо.
Платиновый катализатор
Водородный топливный элемент давно начал поставлять энергию для пилотируемого космического полета и уже используется в городском общественном транспорте, причем платиновый катализатор плавит водородное топливо и кислород из воздуха, выделяя электрическую энергию и воду.
Но платина редка и дорогая для меня. А водород, хотя и является самым распространенным элементом во вселенной, - это сложная штука, с которой нужно справляться в большом количестве
Тревор Дуглас, профессор химии в Университет Индианы, США и коллеги отчет по химии природы что они использовали способность вируса самостоятельно собирать генетические строительные блоки и включать очень чувствительный фермент, называемый гидрогеназой, который может поглощать протоны и выделять газообразный водород. Они окрестили его P22-Hyd.
«Конечным результатом является вирусоподобная частица, которая ведет себя так же, как очень сложный материал, который катализирует производство водорода», - объясняет профессор Дуглас.
«Материал сопоставим с платиной, за исключением того, что он действительно возобновляем. Вам не нужно добывать это; Вы можете создать его при комнатной температуре в массовом масштабе, используя технологию ферментации. Это биоразлагаемый. Это очень зеленый процесс, чтобы сделать высококачественный экологичный материал ».
«У нас есть фундаментальное убеждение в том, что вещи не могут идти так, как они шли, все больше и больше нефти выкачивается из земли»
P22-Hyd работает в двух направлениях: он разрывает химические связи воды, образуя водород, и работает в обратном порядке, объединяя водород и кислород для выработки энергии. Так что его можно использовать как для производства водорода, так и для его сжигания.
Пока что ученые установили, что может появиться, и такие исследования - это просто еще одно пример изобретательности и воображения что инженеры и химики демонстрируют множество попыток найти новые способы противостоять глобальному энергетическому кризису ускоряется изменением климата, что само по себе является следствием расточительного сжигания ископаемого топлива.
Изменение климата обусловлено беспощадным накоплением в атмосфере углекислого газа, выделяющегося при сжигании ископаемого топлива - и химики уже предположили, что парниковый газ может быть переработан.
Попытки улавливать углерод до сих пор не было многообещающим, и технология, необходимая для превращения углекислого газа в то, что горит, все еще находится в зачаточном состоянии.
Атомная структура
Но Шан Гао и коллеги-исследователи в Национальная лаборатория физики Хэфэй на микроуровне, Китай, отчет в журнале Nature что они нашли способ устроить атомную структуру кобальта и оксида кобальта, чтобы превратить металл в нечто, что может более эффективно «уменьшить» диоксид углерода в сырье для ценных химикатов, одним из которых будет жидкое топливо.
Важно отметить, что новое расположение кобальта и оксида кобальта состоит из слоев толщиной всего в четыре атома, и именно эта изысканно рафинированная структура позволяет начать процесс восстановления при низких энергиях, что, в свою очередь, может сделать его практическим инструментом для преобразования больших количество захваченного углекислого газа в нечто ценное.
Прямо сейчас то, что объявлено как первая в мире коммерческая технология фильтрации углекислого газа из воздуха, предполагает только извлечение 900 тонн парниковых газов в год - эквивалент выбросов выхлопных газов автомобилей 200 - и продажу их в теплицы для удобрения. коммерческие культуры, или на рынок безалкогольных напитков, чтобы обеспечить шипение в газировке.
Однако, по словам Доминика Кроненберга, главного операционного директора швейцарского предприятия, захваченный газ в конечном итоге может стать сырьем для топлива. Climeworks AG, которая работает над коммерческой демонстрацией атмосферного СО2 технология захвата.
«У нас есть фундаментальное убеждение в том, что вещи не могут идти так, как они шли, все больше и больше нефти выкачивается из земли», - говорит он. «Рано или поздно будет конец». Климатические новости сетиk
Об авторе
Тим Рэдфорд - независимый журналист. Он работал Хранитель для 32 лет, став (среди прочего) редактора писем, редактор искусства, литературный редактор и научный редактор. Он выиграл Ассоциация британских писателей науки награду за научного писателя года четыре раза. Он служил в комитете Великобритании по Международное десятилетие по уменьшению опасности стихийных бедствий, Он читал лекции о науке и средствах массовой информации в десятках британских и зарубежных городов.
Книга этого автора:
Наука, которая изменила мир: неописуемая история другой революции 1960s
Тим Рэдфорд.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon. (Книга Kindle)
