Faktori siman tankou sa yo montre la a se yon sous enpòtan nan gaz kabonik ki chofe klima a. Men, kèk nan polyan sa yo ka konvèti an yon nouvo kalite gaz. Sèl sa a ka estoke san danje pandan plizyè dizèn ane oswa plis.
Sa a se yon lòt istwa nan yon seri ki egzamine nouvo teknoloji ak aksyon ki ka ralanti chanjman klimatik, diminye enpak li yo, oswa ede kominote yo fè fas ak yon mond ki ap chanje rapidman.
Aktivite ki lage diyoksid kabòn (CO2), yon gaz ki lakòz efè tèmik komen, kontribye nan rechofman atmosfè Latè a. Lide pou ekstrè CO2 nan lè a epi estoke li pa nouvo. Men, li difisil pou fè, sitou lè moun kapab peye li. Yon nouvo sistèm rezoud pwoblèm polisyon CO2 a nan yon fason yon ti kras diferan. Li konvèti chimikman gaz ki chofe klima a an gaz.
Nan dat 15 novanm, chèchè nan Massachusetts Institute of Technology (MIT) nan Cambridge te pibliye rezilta inovatè yo nan jounal Cell Reports Physical Science.
Nouvo sistèm yo a divize an de pati. Premye pati a enplike konvèti diyoksid kabòn ki nan lè a an yon molekil yo rele fòmat pou pwodui gaz. Menm jan ak diyoksid kabòn, fòmat gen yon atòm kabòn ak de atòm oksijèn, ansanm ak yon atòm idwojèn. Fòmat gen plizyè lòt eleman tou. Nouvo etid la te itilize sèl fòmat, ki sòti nan sodyòm oswa potasyòm.
Pifò pil konbistib yo fonksyone ak idwojèn, yon gaz ki ka pran dife epi ki bezwen tiyo ak tank anba presyon pou transpòte. Sepandan, pil konbistib yo kapab fonksyone tou ak fòmat. Fòmat gen yon kontni enèji konparab ak idwojèn, dapre Li Ju, yon syantis materyèl ki te dirije devlopman nouvo sistèm nan. Fòmat gen kèk avantaj sou idwojèn, Li Ju te note. Li pi an sekirite epi li pa bezwen depo anba gwo presyon.
Chèchè nan MIT te kreye yon pil konbistib pou teste fòmat, yon pwodui yo pwodui apati diyoksid kabòn. Premyèman, yo te melanje sèl la ak dlo. Apre sa, yo te mete melanj lan nan yon pil konbistib. Anndan pil konbistib la, fòmat la te libere elektwon nan yon reyaksyon chimik. Elektwon sa yo te koule soti nan elektwòd negatif pil konbistib la rive nan elektwòd pozitif la, pou konplete yon sikwi elektrik. Elektwon sa yo ki t ap koule—yon kouran elektrik—te prezan pandan 200 èdtan pandan eksperyans lan.
Zhen Zhang, yon syantis materyèl k ap travay avèk Li nan MIT, optimis ke ekip li a pral kapab aplike nouvo teknoloji a nan yon deseni.
Ekip rechèch MIT la te itilize yon metòd chimik pou konvèti diyoksid kabòn an yon engredyan kle pou pwodiksyon gaz. Premyèman, yo te ekspoze li nan yon solisyon trè alkalin. Yo te chwazi idroksid sodyòm (NaOH), ke yo konnen sou non lesiv. Sa deklanche yon reyaksyon chimik ki pwodui bikabonat sodyòm (NaHCO3), ke yo konnen pi byen sou non bikabonat sodyòm.
Apre sa, yo te limen kouran an. Kouran elektrik la te deklanche yon nouvo reyaksyon chimik ki te divize chak atòm oksijèn nan molekil bikabonat soud lan, sa ki te kite fòmat sodyòm (NaCHO2). Sistèm yo a te konvèti prèske tout kabòn ki nan CO2 a — plis pase 96 pousan — an sèl sa a.
Enèji ki nesesè pou retire oksijèn nan estoke nan lyezon chimik fòmat la. Pwofesè Li te note ke fòmat ka estoke enèji sa a pandan plizyè dizèn ane san li pa pèdi enèji potansyèl. Apre sa, li jenere elektrisite lè li pase nan yon pil konbistib. Si elektrisite ki itilize pou pwodui fòmat la soti nan enèji solè, van oswa idwoelektrik, elektrisite ki pwodui pa pil konbistib la pral yon sous enèji pwòp.
Pou nou ogmante nouvo teknoloji a, Lee te di, “nou bezwen jwenn resous jewolojik rich nan lesiv.” Li te etidye yon kalite wòch yo rele bazalt alkali (AL-kuh-lye buh-SALT). Lè yo melanje ak dlo, wòch sa yo transfòme an lesiv.
Farzan Kazemifar se yon enjenyè nan Inivèsite Eta San Jose nan Kalifòni. Rechèch li konsantre sou estoke diyoksid kabòn nan fòmasyon sèl anba tè. Retire diyoksid kabòn nan lè a te toujou difisil e pakonsekan chè, li di. Kidonk li pwofitab pou konvèti CO2 an pwodwi itilizab tankou fòmat. Pri pwodwi a ka konpanse pri pwodiksyon an.
Gen anpil rechèch ki fèt sou fason pou kaptire diyoksid kabòn nan lè a. Pa egzanp, yon ekip syantis nan Inivèsite Lehigh fèk dekri yon lòt metòd pou filtre diyoksid kabòn nan lè a epi konvèti li an bikabonat. Gen lòt gwoup rechèch k ap estoke CO2 nan wòch espesyal, pou konvèti li an kabòn solid ke yo ka trete an etanòl, yon alkòl ki ka konbistib. Pifò nan pwojè sa yo se ti echèl epi yo poko gen yon enpak siyifikatif sou rediksyon gwo nivo diyoksid kabòn nan lè a.
Imaj sa a montre yon kay ki mache ak diyoksid kabòn. Aparèy yo montre la a konvèti diyoksid kabòn (molekil ki nan ti boul wouj ak blan yo) an yon sèl yo rele fòmat (ti boul ble, wouj, blan ak nwa yo). Sèl sa a ka itilize nan yon pil konbistib pou pwodui elektrisite.
Kazemifar te di pi bon opsyon nou an se "diminye emisyon gaz ki lakòz efè tèmik yo an premye." Yon fason pou fè sa se ranplase konbistib fosil yo ak sous enèji renouvlab tankou van oswa solè. Sa a se yon pati nan yon tranzisyon syantis yo rele "dekarbonizasyon." Men, li te ajoute ke pou kanpe chanjman klimatik la, sa ap mande yon apwòch milti-fasèt. Nouvo teknoloji sa a nesesè pou kaptire kabòn nan zòn ki difisil pou dekarbonize, li te di. Pran izin asye ak faktori siman, pou nou site de egzanp.
Ekip MIT la wè benefis tou nan konbine nouvo teknoloji yo a ak enèji solè ak van. Pil tradisyonèl yo fèt pou estoke enèji pandan plizyè semèn alafwa. Sere limyè solèy ete a nan sezon ivè oswa pi lontan mande yon apwòch diferan. "Avèk gaz fòmat," Lee te di, ou pa limite a menm depo sezonye ankò. "Li ta ka jenerasyonèl."
Li gendwa pa klere tankou lò, men “Mwen ka kite 200 tòn… fòmat pou pitit gason ak pitit fi m yo,” Lee te di, “kòm yon eritaj.”
Alkalin: Yon adjektif ki dekri yon sibstans chimik ki fòme iyon idroksid (OH-) nan solisyon. Solisyon sa yo rele tou alkalin (kontrèman ak asid) epi yo gen yon pH ki pi gran pase 7.
Akwifè: Yon fòmasyon wòch ki kapab kenbe rezèvwa dlo anba tè. Tèm nan aplike tou pou basen souteren.
Bazalt: Yon wòch vòlkanik nwa ki anjeneral trè dans (sof si yon eripsyon vòlkanik te kite gwo pòch gaz ladan l).
lyezon: (an chimi) yon koneksyon semi-pèmanan ant atòm (oswa gwoup atòm) nan yon molekil. Li fòme pa fòs atraksyon ant atòm patisipan yo. Yon fwa lyezon yo fòme, atòm yo fonksyone kòm yon inite. Pou separe atòm konstityan yo, enèji sou fòm chalè oswa lòt radyasyon dwe apwovizyone molekil yo.
Kabòn: Yon eleman chimik ki se baz fizik tout lavi sou Latè. Kabòn egziste libman sou fòm grafit ak dyaman. Li se yon eleman enpòtan nan chabon, kalkè ak petwòl, epi li kapab asosye tèt li chimikman pou fòme yon gran varyete molekil ki gen valè chimik, byolojik ak komèsyal. (Nan rechèch sou klima) Tèm kabòn nan pafwa itilize prèske yon fason entèchanjab ak diyoksid kabòn pou refere a enpak potansyèl yon aksyon, yon pwodwi, yon politik oswa yon pwosesis ka genyen sou rechofman atmosfè a alontèm.
Diyoksid kabòn: (oswa CO2) se yon gaz san koulè e san odè tout bèt pwodui lè oksijèn yo respire a reyaji avèk manje ki rich an kabòn yo manje a. Diyoksid kabòn libere tou lè matyè òganik, tankou konbistib fosil tankou lwil oswa gaz natirèl, boule. Diyoksid kabòn se yon gaz ki lakòz efè tèmik ki kenbe chalè nan atmosfè Latè a. Plant yo konvèti diyoksid kabòn an oksijèn atravè fotosentèz epi yo itilize pwosesis sa a pou fè pwòp manje yo.
Siman: Yon lyan yo itilize pou kenbe de materyèl ansanm, sa ki fè yo vin di pou fòme yon solid, oubyen yon lakòl epè yo itilize pou kenbe de materyèl ansanm. (Konstriksyon) Yon materyèl byen moulu yo itilize pou mare sab oubyen wòch kraze ansanm pou fòme beton. Siman anjeneral fèt an poud. Men, yon fwa li mouye, li tounen yon melanj labou ki vin di lè li seche.
Chimik: Yon sibstans ki fèt ak de oubyen plis atòm ki konbine (lye) nan yon pwopòsyon ak yon estrikti fiks. Pa egzanp, dlo se yon sibstans chimik ki fèt ak de atòm idwojèn ki lye ak yon atòm oksijèn. Fòmil chimik li se H2O. "Chimik" kapab tou itilize kòm yon adjektif pou dekri pwopriyete yon sibstans ki soti nan divès reyaksyon ant diferan konpoze.
Lyezon chimik: Yon fòs atraksyon ant atòm ki ase fò pou fè eleman ki lye yo fonksyone kòm yon inite. Gen atraksyon ki fèb, gen lòt ki fò. Tout lyezon yo sanble konekte atòm yo lè yo pataje (oswa eseye pataje) elektwon.
Reyaksyon chimik: Yon pwosesis ki enplike yon rearanjman molekil oswa estrikti yon sibstans olye de yon chanjman nan fòm fizik (pa egzanp, soti nan solid rive nan gaz).
Chimi: branch syans ki etidye konpozisyon, estrikti, pwopriyete ak entèraksyon sibstans yo. Syantis yo itilize konesans sa a pou etidye sibstans yo pa konnen, pou repwodui sibstans itil an gwo kantite, oswa pou konsepsyon ak kreye nouvo sibstans itil. (konpoze chimik) Chimi refere tou a fòmil yon konpoze, metòd yo itilize pou prepare li, oswa kèk nan pwopriyete li yo. Moun ki travay nan domèn sa a yo rele chimis. (nan syans sosyal) kapasite moun genyen pou kolabore, antann yo, epi pran plezi nan konpayi youn lòt.
Chanjman klimatik: Yon chanjman enpòtan ak alontèm nan klima Latè a. Sa ka rive natirèlman oswa kòm rezilta aktivite imen, tankou boule konbistib fosil ak defriche forè.
Dekarbonizasyon: refere a tranzisyon entansyonèl pou kite teknoloji, aktivite ak sous enèji ki polye epi ki emèt gaz ki lakòz efè tèmik ki baze sou kabòn, tankou diyoksid kabòn ak metàn, nan atmosfè a. Objektif la se diminye kantite gaz kabòn ki kontribye nan chanjman klimatik.
Elektrisite: Sikilasyon chaj elektrik, anjeneral ki soti nan mouvman patikil ki chaje negatif yo rele elektwon.
Elektwon: yon patikil chaje negatif ki anjeneral vire toutotou rejyon ekstèn yon atòm; li se tou transpòtè elektrisite nan solid yo.
Enjenyè: Yon moun ki itilize syans ak matematik pou rezoud pwoblèm. Lè yo itilize l kòm yon vèb, mo enjenyè a refere a konsepsyon yon aparèy, yon materyèl, oswa yon pwosesis pou rezoud yon pwoblèm oswa yon bezwen ki pa satisfè.
Etanòl: Yon alkòl, yo rele tou alkòl etilik, ki se baz bwason ki gen alkòl tankou byè, diven ak alkòl fò. Li itilize tou kòm yon solvan ak yon gaz (pa egzanp, souvan melanje ak gazolin).
Filtè: (n.) Yon bagay ki pèmèt kèk materyèl pase epi lòt moun pase, selon gwosè yo oswa lòt karakteristik. (v.) Pwosesis pou chwazi sèten sibstans ki baze sou pwopriyete tankou gwosè, dansite, chaj, elatriye. (nan fizik) Yon ekran, plak, oswa kouch yon sibstans ki absòbe limyè oswa lòt radyasyon oswa ki anpeche kèk nan konpozan li yo pase selektivman.
Fòmat: Yon tèm jeneral pou sèl oswa estè asid formik, yon fòm oksidize nan yon asid gra. (Yon estè se yon konpoze ki baze sou kabòn ki fòme lè yo ranplase atòm idwojèn sèten asid ak sèten kalite gwoup òganik. Anpil grès ak lwil esansyèl se estè natirèl nan asid gra.)
Konbistib fosil: Nenpòt konbistib, tankou chabon, petwòl (lwil brit), oswa gaz natirèl, ki te fòme pandan plizyè milyon ane andedan Latè apati rès bakteri, plant oswa bèt ki t ap dekonpoze.
Konbistib: Nenpòt sibstans ki libere enèji atravè yon reyaksyon chimik oswa nikleyè kontwole. Konbistib fosil (chabon, gaz natirèl, ak lwil) se konbistib komen ki libere enèji atravè reyaksyon chimik lè yo chofe (anjeneral jiska pwen konbisyon).
Pil konbistib: Yon aparèy ki konvèti enèji chimik an enèji elektrik. Konbistib ki pi komen an se idwojèn, sèl pwodui segondè li se vapè dlo.
Jeoloji: Yon adjektif ki dekri tout bagay ki gen rapò ak estrikti fizik Latè a, materyèl li yo, istwa li, ak pwosesis ki fèt sou li. Moun ki travay nan domèn sa a yo rele jeològ.
Rechofman planèt la: Yon ogmantasyon gradyèl nan tanperati jeneral atmosfè Latè a akòz efè sèr la. Efè a koze pa ogmantasyon nivo diyoksid kabòn, klorofluorokarbon ak lòt gaz nan lè a, anpil ladan yo emèt pa aktivite imen.
Idwojèn: Eleman ki pi lejè nan linivè a. Kòm yon gaz, li pa gen koulè, li pa gen odè, epi li ka pran dife anpil. Li se yon konpozan nan anpil konbistib, grès, ak pwodui chimik ki fòme tisi vivan yo. Li konsiste de yon pwoton (nwayo a) ak yon elektwon k ap vire toutotou li.
Inovasyon: (v. inove; adj. inove) Yon ajisteman oswa amelyorasyon nan yon lide, yon pwosesis, oswa yon pwodwi ki deja egziste pou fè li pi nouvo, pi entelijan, pi efikas, oswa pi itil.
Lesiv: Non jeneral pou solisyon idroksid sodyòm (NaOH). Souvan yo melanje lesiv ak lwil legim oswa grès bèt ak lòt engredyan pou fè savon an ba.
Syantis materyèl: Yon chèchè ki etidye relasyon ki genyen ant estrikti atomik ak molekilè yon materyèl ak pwopriyete jeneral li yo. Syantis materyèl yo ka devlope nouvo materyèl oswa analize materyèl ki deja egziste. Analize pwopriyete jeneral yon materyèl, tankou dansite, fòs, ak pwen fizyon, ka ede enjenyè ak lòt chèchè yo chwazi pi bon materyèl yo pou nouvo aplikasyon.
Molekil: Yon gwoup atòm ki elektrikman net ki reprezante pi piti kantite posib nan yon konpoze chimik. Molekil yo ka fèt ak yon sèl kalite atòm oswa diferan kalite atòm. Pa egzanp, oksijèn nan lè a fèt ak de atòm oksijèn (O2), epi dlo fèt ak de atòm idwojèn ak yon atòm oksijèn (H2O).
Polisyon: Yon sibstans ki kontamine yon bagay, tankou lè, dlo, moun, oswa manje. Gen kèk polisyon ki se pwodui chimik, tankou pestisid. Gen lòt polisyon ki kapab radyasyon, tankou chalè oswa limyè twòp. Menm move zèb ak lòt espès anvayisan yo ka konsidere kòm yon fòm byofouling.
Pwisan: Yon adjektif ki refere a yon bagay ki trè fò oswa pwisan (tankou yon mikwòb, pwazon, medikaman, oswa asid).
Renouvlab: Yon adjektif ki refere a yon resous ki ka ranplase endefiniman (tankou dlo, plant vèt, limyè solèy ak van). Sa a diferan de resous ki pa renouvlab, ki gen yon rezèv limite epi ki ka efektivman apovri. Resous ki pa renouvlab yo enkli petwòl (ak lòt konbistib fosil) oswa eleman ak mineral ki relativman ra.