Farmid seisavad igal aastal silmitsi sõnniku kõrvaldamise probleemiga. Raisatakse märkimisväärseid vahendeid, mida kulub selle äraviimise ja matmise korraldamiseks. Kuid on olemas viis, mis võimaldab teil mitte ainult raha säästa, vaid ka panna see looduslik toode teid kasuks teenima.
Ettenägelikud omanikud on praktikas pikka aega kasutanud ökotehnoloogiat, mis võimaldab sõnnikust biogaasi saada ja saadud tulemust kütusena kasutada.
Seetõttu räägime oma materjalis biogaasi tootmise tehnoloogiast, räägime ka sellest, kuidas ehitada bioenergiajaama.
Vajaliku mahu määramine
Reaktori maht määratakse farmis toodetava sõnniku päevase koguse alusel. Samuti on vaja arvestada tooraine tüüpi, temperatuuri ja käärimisaega. Paigalduse täielikuks toimimiseks täidetakse anum 85-90% mahust, vähemalt 10% peab jääma vabaks, et gaas välja pääseks.
Orgaanilise aine lagunemisprotsess mesofiilses taimes keskmisel temperatuuril 35 kraadi kestab alates 12 päevast, seejärel eemaldatakse käärinud jäägid ja reaktor täidetakse uue substraadi portsjoniga. Kuna jäätmed lahjendatakse enne reaktorisse suunamist veega kuni 90%, siis tuleb ööpäevase koormuse määramisel arvestada ka vedeliku kogust.
Antud näitajate alusel võrdub reaktori maht ettevalmistatud substraadi (sõnnik veega) päevase kogusega, mis on korrutatud 12-ga (biomassi lagunemiseks kuluv aeg) ja suurendatud 10% (mahuti vaba maht).
Maa-aluse rajatise ehitamine
Nüüd räägime kõige lihtsamast paigaldusest, mis võimaldab teil saada kõige madalama hinnaga. Kaaluge maa-aluse süsteemi ehitamist. Selle valmistamiseks peate kaevama auku, selle alus ja seinad valatakse tugevdatud paisutatud savibetooniga.
Kambri vastaskülgedel kuvatakse sisse- ja väljalaskeavad, kuhu on paigaldatud kaldtorud aluspinna varustamiseks ja jäätmemassi väljapumpamiseks.
Umbes 7 cm läbimõõduga väljalasketoru peaks asuma peaaegu punkri põhjas, selle teine ots on paigaldatud ristkülikukujulisse kompensatsioonimahutisse, kuhu jäätmed välja pumbatakse. Aluspinna etteande torujuhe asub põhjast ligikaudu 50 cm kaugusel ja selle läbimõõt on 25-35 cm. Ülemine osa torud sisenevad kambrisse tooraine vastuvõtmiseks.
Reaktor peab olema täielikult suletud. Õhu sissepääsu välistamiseks tuleb anum katta bituumeni hüdroisolatsioonikihiga.
Punkri ülemine osa on kupli- või koonusekujuline gaasihoidik. See on valmistatud metallist lehtedest või katuserauast. Samuti on võimalik konstruktsiooni täiendada telliskiviga, mis seejärel polsterdatakse terasvõrguga ja krohvitakse. Gaasipaagi peale tuleb teha tihendatud luuk, eemaldada veetihendit läbiv gaasitoru ja paigaldada gaasirõhu leevendamiseks ventiil.
Substraadi segamiseks saab seadme varustada mullitamise põhimõttel töötava drenaažisüsteemiga. Selleks kinnitage plasttorud vertikaalselt konstruktsiooni sees nii, et nende ülemine serv oleks aluskihi kohal. Torka neisse palju auke. Rõhu all olev gaas langeb ja üles tõustes segavad gaasimullid paagis oleva biomassi.
Kui te ei soovi betoonpunkrit ehitada, võite osta valmis PVC konteineri. Soojuse säilitamiseks tuleb see ümber katta soojusisolatsioonikihiga - vahtpolüstüreen. Kaevu põhi on täidetud raudbetooniga, mille kiht on 10 cm Polüvinüülkloriidi mahuteid saab kasutada juhul, kui reaktori maht ei ületa 3 m3.
Järeldused ja kasulik video sellel teemal
Kuidas kõige rohkem teenida lihtsaim paigaldus tavalisest tünnist saate teada, kui vaatate videot:
Lihtsaima reaktori saab olemasolevate tööriistade abil oma kätega valmistada mõne päevaga. Kui talu on suur, siis on kõige parem osta valmis paigaldus või pöörduda spetsialistide poole.
Aja jooksul muutuvad "rohelised" tehnoloogiad populaarsemaks. Selle nädala alguses teatas LanzaTech umbes 15 000 liitri lennukikütuse tootmisest. Maailm toodab iga päev palju rohkem kütust, kuid see on eriline, see saadi Hiina tööstusettevõtete gaasilistest heitkogustest. Kütus anti üle Richard Bransoni firmale Virgin Atlantic ja selle kütusega täidetud lennuk on juba teinud eduka lennu.
Sel nädalal teatas atmosfääri süsihappegaasi kasutav Šveitsi ettevõte Climeworks tehase loomisest Itaalias, mis hakkab tarbima atmosfäärist CO2 ja tootma vesinikku. Viimast hakatakse kasutama metaani tootmistsüklis.
Tehas on juba ehitatud, see loodi juulis, selle käivitamine (seni testrežiimis) toimus eelmisel nädalal. Selge on see, et selline ettevõtmine ei ole odav rõõm ning idufirmal poleks lihtne sellise projekti elluviimiseks raha leida. Euroopa Liit leidis raha ja rahastas projekti.
Tegemist on ettevõtte kolmanda süsihappegaasi töötlemisega tegeleva tehasega. Esimene ettevõtmine polnud kuigi suur, pigem oli tegemist väikese installatsiooni loomisega, mis püüab atmosfäärist CO2 kinni ja laseb selle kasvuhoonetesse, kus taimed arenesid süsinikdioksiidi suurenenud kontsentratsiooni tõttu kiiremini. Teine tehas ehitatakse Islandile, kus see muundab CO2 gaasilisest olekust seotuks. Gaas "süstitakse" sõna otseses mõttes vulkaaniliselt aktiivsete piirkondade litosfääri (tegelikult on kogu Island selline piirkond), kus see seostub keemiliselt basaltiga.
Süsinikdioksiidi utiliseerimise teist varianti on tehniliselt üsna raske teostada, mistõttu oli projekti elluviimine mõnevõrra problemaatiline. Sellegipoolest nentis ettevõtte juhtkond, et paigaldised on töötanud pikka aega tõrgeteta, piisavalt pika perioodi jooksul ei märgatud "ainsatki katkestust". Tuleb märkida, et teise tehase konstruktsioon on modulaarne, seda saab laiendada, suurendades nii tehase tootlikkust.
Mis puudutab tööstusettevõtte kolmandat võimalust, siis see ei tööta ööpäevaringselt, vaid ainult 8 tundi päevas. Selle ülesanne on näidata võimalust toota kütust "õhust". On selge, et kütuse põletamisel eraldub reaktsiooniproduktid, sealhulgas süsinikdioksiid. Kuid tehas püüab CO2 ikka ja jälle kinni, seega viiakse läbi "inimtekkeline süsinikdioksiidi tsükkel". Kui tootmist suurendada, suureneb ka CO2 tarbimine ja lennukikütuse tootmine.
Seni on tehase paigalduses kolm õhukollektorit, mis on projekti eestvedajate sõnul väga energiasäästlikud – varasematest versioonidest rohkem. Aastaga suudab tehas praeguse töömahu juures koguda umbes 150 tonni süsihappegaasi. Tehase paigaldamine võimaldab toota umbes 240 kuupmeetrit vesinikku tunnis, kasutades päikesepaneelide toodetud energiat.
Süsinikdioksiidist valmistatud lennukikütus
Lisaks seob vesinik katalüsaatorite abil CO2-ga (see isoleeritakse ka atmosfääriõhust). Seda toimingut teostava reaktori töötas välja Prantsuse ettevõte Atmostat. Metaan puhastatakse ja seda kasutatakse tööstuslikeks vajadusteks. Seejärel muudetakse see rõhu all vedelikuks ja kasutatakse tööstuslikel eesmärkidel.
Vaatamata sellele, et tehas juba töötab, ei ole see majanduslikult efektiivne. Kahjuks on tee kasumlikkuseni väga pikk. Nagu eespool mainitud, suudab tootmine "eemaldada" vaid umbes 150 tonni süsihappegaasi aastas. Ja selle aine aastane atmosfääriheite maht on 30–40 gigatonni ja see arv suureneb iga päevaga.
Olgu kuidas on, tootmine töötab endiselt ja investorid on sellest tehnoloogiast selgelt huvitatud - ettevõte lõpetas hiljuti järjekordse vooru, saades umbes 30,8 miljonit dollarit.
Climeworks on ettevõte, mis tegeleb sarnaste projektidega, selliste startupide arv kasvab tasapisi, mis annab lootust, et lõpuks jõuavad ettevõtted siiski palju suuremate süsihappegaasi tarbimismahtudeni.
Sipelghape, mille valem on HCOOH, on lihtsaim monokarboksüülhape. Nagu nimest selgub, said punasipelgatele iseloomulikud eritised selle avastamise allikaks. Kõnealune hape on osa mürgisest ainest, mida eritavad nõelavad sipelgad. See sisaldab ka põlevat vedelikku, mille moodustavad siidiussi nõelavad röövikud.
Esimest korda saadi sipelghappe lahus kuulsa inglise teadlase John Ray katsete käigus. Seitsmeteistkümnenda sajandi lõpus segas ta anumas vett ja punaseid puusipelgaid. Järgmisena kuumutati anum keemiseni ja juhiti sellest läbi kuuma auru juga. Katse tulemuseks saadi vesilahus, mille eristavaks tunnuseks oli tugevalt happeline reaktsioon.
XVIII sajandi keskel õnnestus Andreas Sigismund Marggrafil saada puhast sipelghapet. Veevaba hapet, mille sai Saksa keemik Justus Liebig, peetakse kõige lihtsamaks ja tugevaimaks karboksüülhappeks samal ajal. Tänapäevase nomenklatuuri järgi nimetatakse seda metanhappeks ja see on äärmiselt ohtlik ühend.
Praeguseks on esitatud happe saamine läbi viidud mitmel viisil, sealhulgas mitmel järjestikusel etapil. Kuid on tõestatud, et vesinikku ja süsinikdioksiidi saab muundada sipelghape ja naasta algsesse olekusse. Selle teooria väljatöötamisega tegelesid Saksa teadlased. Teema aktuaalsus oli minimeerida süsihappegaasi eraldumist atmosfääriõhku. Seda tulemust on võimalik saavutada selle aktiivse kasutamisega peamise süsinikuallikana orgaaniliste ainete sünteesiks.
Saksa spetsialistide välja töötatud uuenduslik tehnika hõlmab katalüütilise hüdrogeenimise rakendamist sipelghappe moodustamisega. Selle kohaselt saab süsihappegaasist nii lähteaine kui ka lahusti lõpptoote eraldamisel, kuna reaktsioon toimub ülekriitilises CO2-s. Tänu sellele integreeritud lähenemisviisile saab metaanhappe üheastmeline tootmine reaalsuseks.
Süsinikdioksiidi hüdrogeenimise protsess koos metaanhappe moodustumisega on praegu üks aktiivse uurimistöö objekte. Teadlaste peamine eesmärk on saada keemilised ühendid fossiilkütuste põletamisel tekkivad jäätmed. Lisaks sipelghappe laialdasele levikule erinevates tööstusharudes tuleb märkida selle osalemist vesiniku hoidmises. Võimalik, et päikesepaneelidega varustatud sõidukite kütuse rolli hakkab täitma just see hape, millest saab katalüütiliste reaktsioonide abil vesinikku eraldada.
Metaanhappe moodustumist süsihappegaasist homogeense katalüüsi teel on spetsialistid uurinud alates 1970. aastatest. Peamine raskus on tasakaalu nihkumine lähteainete suunas, mida täheldatakse tasakaalureaktsiooni staadiumis. Probleemi lahendamiseks on vaja reaktsioonisegu koostisest eemaldada sipelghape. Aga edasi Sel hetkel seda saab saavutada ainult metaanhappe muutmisega soolaks või muuks ühendiks. Seetõttu on puhast hapet võimalik saada ainult täiendava etapi juuresolekul, mis seisneb selle aine hävitamises, mis ei võimalda saavutada katkematut sipelghappe moodustumise protsessi.
Üha populaarsemaks muutub aga ainulaadne kontseptsioon, mida arendavad Walter Leitneri grupi teadlased. Nad viitavad sellele, et süsinikdioksiidi hüdrogeenimise etappide integreerimine ja toote eraldamine nende rakendamisega samas seadmes võimaldab muuta puhta metaanhappe saamise protsessi katkematuks. Kuidas õnnestus teadlastel saavutada maksimaalne efektiivsus? Selle põhjuseks oli kahefaasilise süsteemi kasutamine, milles liikuvat faasi esindab ülekriitiline süsinikdioksiid ja statsionaarset faasi ioonne vedelik, vedel sool. Tuleb märkida, et ioonset vedelikku kasutati nii katalüsaatori kui ka aluse lahustamiseks happe stabiliseerimiseks. Süsinikdioksiidi vool tingimustes, kus rõhk ja temperatuur ületavad kriitilisi väärtusi, aitab kaasa metaanhappe eemaldamisele reaktsioonisegu koostisest. On oluline, et ülekriitilise süsinikdioksiidi olemasolu ei põhjustaks ioonsete vedelike, katalüsaatori, aluse lahustumist, tagades saadud aine maksimaalse puhtuse.
Tööstuses on süsinikdioksiidi CO2 tootmise peamisteks meetoditeks selle tootmine metaani CH4 vesinikuks H2 muundamise reaktsiooni kõrvalproduktina, süsivesinike põletamine (oksüdatsioon), lubjakivi CaCO3 lagunemise reaktsioon lubja CaO-ks ja vesi H20.
CO2 kui CH4 ja teiste süsivesinike vesinikuks H2 reformimise kõrvalsaadus
Vesinik H2 on tööstuses vajalik eelkõige selle kasutamiseks ammoniaagi NH3 tootmisel (Haberi protsess, vesiniku ja lämmastiku katalüütiline reaktsioon); ammoniaaki on vaja mineraalväetiste tootmiseks ja lämmastikhape. Vesinikku saab toota mitmel viisil, sealhulgas ökoloogide poolt armastatud vee elektrolüüsi teel – kahjuks aga kl. antud aega kõik vesiniku tootmise meetodid, välja arvatud süsivesinike reformimine, on suurtootmise mastaabis majanduslikult absoluutselt põhjendamatud - välja arvatud juhul, kui tootmises on "tasuta" elektrit ülemäära. Seetõttu on peamine vesiniku tootmise meetod, mille käigus eraldub ka süsinikdioksiid, metaani auruga reformimine: temperatuuril umbes 700 ... 1100 ° C ja rõhul 3 ... 25 baari katalüsaator, aur H2O reageerib metaaniga CH4, vabastades sünteesgaasi (protsess on endotermiline, see tähendab, et see toimub soojuse neeldumisega):
CH4 + H2O (+ soojus) → CO + 3H2
Propaani saab auruga reformida samal viisil:
C3H8 + 3H2O (+ soojus) → 2CO + 7H2
Lisaks etanoolile (etüülalkoholile):
C2H5OH + H2O (+ soojus) → 2CO + 4H2
Isegi bensiini saab auruga reformida. Bensiinis on üle 100 erineva keemilise ühendi, isooktaani ja tolueeni aurureformimise reaktsioonid on näidatud allpool:
C8H18 + 8H2O (+ soojus) → 8CO + 17H2
C7H8 + 7H2O (+ soojus) → 7CO + 11H2
Niisiis saadi ühe või teise süsivesinikkütuse aurureformimise käigus vesinik ja süsinikmonooksiid CO (süsinikmonooksiid). Vesiniku tootmisprotsessi järgmises etapis läbib süsinikmonooksiid katalüsaatori juuresolekul reaktsiooni, mille käigus viiakse hapnikuaatom O veest gaasi = CO oksüdeeritakse CO2-ks ja vesinik H2 vabaneb vabas vormis. Reaktsioon on eksotermiline, eraldab umbes 40,4 kJ / mol soojust:
CO + H2O → CO2 + H2 (+ soojus)
Tööstuskeskkonnas on süsivesinike aurureformimisel eralduvat süsinikdioksiidi CO2 lihtne eraldada ja koguda. Kuid CO2 on antud juhul soovimatu kõrvalsaadus, mis paiskab selle lihtsalt vabalt atmosfääri, kuigi praegu valitsev viis CO2-st vabanemiseks on keskkonna seisukohalt ebasoovitav ja mõned ettevõtted kasutavad "täiuslikumaid" meetodeid. , nagu näiteks CO2 pumpamine kahanevatesse deebetõliväljadesse või selle pumpamine ookeani.
CO2 saamine süsivesinikkütuste täielikul põletamisel
Süsivesinike, nagu metaan, propaan, bensiin, petrooleum, diislikütus jne põletamisel ehk piisava koguse hapnikuga oksüdeerimisel tekib süsihappegaas ja tavaliselt vesi. Näiteks näeb metaani CH4 põlemisreaktsioon välja selline:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
CO2 kui H2 tootmise kõrvalsaadus kütuse osalise oksüdeerimise teel
Umbes 95% maailmas tööstuslikult toodetavast vesinikust toodetakse ülalkirjeldatud süsivesinikkütuste, eelkõige maagaasis sisalduva metaani CH4 aurureformimise teel. Lisaks aurureformimisele saab süsivesinikkütusest üsna suure kasuteguriga vesinikku saada osalise oksüdatsiooni meetodil, kui metaan ja teised süsivesinikud reageerivad hapnikukogusega, mis on kütuse täielikuks põlemiseks ebapiisav (meenutagem, et täieliku põlemise protsessis kütuse põletamisel, mida on lühidalt ülalpool kirjeldatud, saadakse süsinikdioksiid CO2 gaas ja H20 vesi). Kui hapnikku tarnitakse vähem kui stöhhiomeetrilises koguses, on reaktsiooniproduktideks valdavalt vesinik H2 ja süsinikmonooksiid, tuntud ka kui süsinikmonooksiid CO; väikestes kogustes saadakse süsinikdioksiid CO2 ja mõned muud ained. Kuna praktikas viiakse see protsess tavaliselt läbi mitte puhastatud hapnikuga, vaid õhuga, siis on protsessi sisse- ja väljalaskeava juures lämmastik, mis reaktsioonis ei osale.
Osaline oksüdatsioon on eksotermiline protsess, see tähendab, et reaktsiooni tulemusena eraldub soojust. Osaline oksüdatsioon on üldiselt palju kiirem kui auruga reformimine ja nõuab väiksemat reaktorit. Nagu allpool toodud reaktsioonidest näha, toodab osaline oksüdatsioon esialgu vähem vesinikku kütuseühiku kohta kui aurureformimisel.
Metaani CH4 osalise oksüdatsiooni reaktsioon:
CH 4 + ½O 2 → CO + H 2 (+ soojus)
Propaan C3H8:
C 3 H 8 + 1½O 2 → 3CO + 4H 2 (+ soojus)
Etüülalkohol C2H5OH:
C 2 H 5 OH + ½O 2 → 2CO + 3H 2 (+ soojus)
Bensiini osaline oksüdeerimine isooktaani ja tolueeni näitel enam kui sajast bensiinis sisalduvast keemilisest ühendist:
C 8 H 18 + 4O 2 → 8CO + 9H 2 (+ soojus)
C7H18 + 3½O2 → 7CO + 4H2 (+ soojus)
CO muundamiseks süsinikdioksiidiks ja täiendava vesiniku tootmiseks kasutatakse vee → gaasi hapniku nihke reaktsiooni, mida on juba mainitud aurureformi protsessi kirjelduses:
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (+ väike kogus soojust)
CO2 suhkru kääritamisel
Alkohoolsete jookide ja pagaritoodete valmistamisel pärmitaignast kasutatakse suhkrute - glükoosi, fruktoosi, sahharoosi jne kääritamise protsessi, mille käigus moodustub etüülalkohol C2H5OH ja süsinikdioksiid CO2. Näiteks glükoosi fermentatsioonireaktsioon C6H12O6 on:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Ja fruktoosi C12H22O11 kääritamine näeb välja selline:
C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2
Wittemann CO2 tootmisseadmed
Alkohoolsete jookide valmistamisel on tekkiv alkohol soovitav ja võib isegi öelda, et vajalik käärimisreaktsiooni produkt. Süsinikdioksiid eraldub mõnikord atmosfääri ja mõnikord jäetakse see joogi sisse, et seda karboniseerida. Leiva küpsetamisel on olukord vastupidine: CO2 on vajalik mullide tekitamiseks, mis panevad taigna kerkima, ja etüülalkohol aurustub küpsetamise ajal peaaegu täielikult.
Paljud ettevõtted, eeskätt piiritusetehased, mille jaoks CO 2 on täiesti tarbetu kõrvalsaadus, on sisse seadnud selle kogumise ja müügi. Käärimispaakide gaas juhitakse piiritusepüüdjate kaudu süsihappegaasitehasesse, kus CO2 puhastatakse, veeldatakse ja villitakse. Tegelikult on just piiritusetehased paljudes piirkondades peamised süsihappegaasi tarnijad – ja paljudele neist pole süsihappegaasi müük sugugi viimane sissetulekuallikas.
Õlletehastes ja piiritusetehastes (Huppmann / GEA Brewery, Wittemann jne) puhta süsinikdioksiidi vabastamiseks mõeldud seadmete tootmine, aga ka nende otsene tootmine süsivesinikkütustest on olemas terve tööstus. Gaasitarnijad, nagu Air Products ja Air Liquide, paigaldavad samuti CO 2 kogumis- ja puhastusjaamu, veeldamist ja balloonimist.
CO2 kustutatud lubja tootmisel CaO CaCO3-st
Laialdaselt kasutatava kustutamata lubja CaO tootmisprotsessis on reaktsiooni kõrvalproduktina ka süsinikdioksiid. Lubjakivi CaCO3 lagunemisreaktsioon on endotermiline, vajab temperatuuri suurusjärgus +850°C ja näeb välja järgmine:
CaCO3 → CaO + CO2
Kui lubjakivi (või muu metallkarbonaat) reageerib happega, eraldub ühe reaktsiooniproduktina süsinikdioksiid H2CO3. Näiteks vesinikkloriidhape HCl reageerib lubjakivi (kaltsiumkarbonaadi) CaCO3-ga järgmiselt:
2HCl + CaCO 3 → CaCl 2 + H 2 CO 3
Süsinikhape on väga ebastabiilne ja laguneb atmosfääritingimustes kiiresti CO2-ks ja veeks H2O.
Keemikud on välja töötanud vaskoksiidil ja tsinkoksiidil põhineva fotokatalüsaatori, mis võimaldab teil kokkupuutel süsinikdioksiidi metaaniks muuta. päikesevalgus, ja sellise katalüsaatori kasutamine võimaldas täielikult vältida kõrvalsaaduste teket. aastal avaldatud uurimustöö Looduskommunikatsioonid.
Süsinikdioksiidi sisalduse suurenemist atmosfääris nimetatakse üheks võimalikud põhjused Globaalne soojenemine. Süsinikdioksiidi taseme kuidagi vähendamiseks teevad teadlased ettepaneku kasutada seda keemilise allikana muundamisel muudeks süsinikku sisaldavateks aineteks. Näiteks on hiljuti toimunud atmosfääri süsinikdioksiidi redutseerimine metanooliks. Arendamiseks on tehtud palju katseid tõhusaid viise süsinikdioksiidi muundamine süsivesinikkütusteks. Tavaliselt kasutatakse selleks titaanoksiidil (IV) põhinevaid katalüsaatoreid, kuid nende kasutamine toob kaasa suure hulga kõrvalsaaduste - eriti vesiniku - tootmise.
Korea keemikud on oma uues töös pakkunud välja uue fotokatalüsaatori konfiguratsiooni, mis koosneb tsinkoksiidist ja vask(I)oksiidist, mis võimaldab suure efektiivsusega taandada atmosfääri süsinikdioksiidi metaaniks. Katalüsaatori saamiseks kasutasid keemikud vase ja tsink atsetüülatsetonaatide kaheastmelist sünteesi. Selle tulemusena oli võimalik saada sfäärilisi tsinkoksiidi nanoosakesi, mis olid kaetud väikeste kuupmeetriliste vask(I)oksiidi nanokristallidega.
Katalüsaatori nanoosakeste sünteesi skeem
K.L. Bae et al./Nature Communications, 2017
Selgus, et sellised nanoosakesed on fotokatalüsaatorid süsihappegaasi metaaniks muundamiseks. Reaktsioon toimub toatemperatuuril, kui seda kiiritatakse valgusega veekeskkonnas nähtavas ja ultraviolettpiirkonnas. See tähendab, et see hõlmab süsinikdioksiidi, mis on varem vees lahustunud. Katalüsaatori aktiivsus oli 1080 mikromooli tunnis katalüsaatori grammi kohta. Metaani kontsentratsioon tekkivas gaasisegus ületas 99 protsenti. Katalüsaatori nii kõrge efektiivsuse põhjuseks on töö autorite sõnul vase- ja tsinkoksiidide ribalõhe energiate suhe, mis toob kaasa tõhusama laenguülekande komponentide vahel.
Ainete kontsentratsiooni muutus süsinikdioksiidi muutmisel metaaniks, kasutades kavandatud katalüsaatorit
K.L. Bae et al./Nature Communications, 2017
Lisaks võrdlesid teadlased pakutud katalüsaatori omadusi kõige tõhusama katalüsaatoriga, mida on varem süsinikdioksiidi muundamiseks kasutatud. Selgus, et sama aja sama kaaluga katalüsaator võimaldab saada umbes 15 korda vähem metaani kui uus. Lisaks on vesiniku sisaldus saadud segus umbes 4 korda suurem kui metaani sisaldus.
Teadlaste sõnul ei saa nende pakutud katalüsaatorit kasutada mitte ainult süsinikdioksiidi tõhusaks muundamiseks metaaniks, vaid see on ka teabeallikaks selliste reaktsioonide mehhanismide kohta fotokatalüsaatorite osalusel.
Süsinikdioksiidi hulga vähendamiseks atmosfääris kasutatakse muid meetodeid. Näiteks hiljuti ühes Islandi elektrijaamas moodul, mis püüab kinni atmosfääri süsinikdioksiidi.
Aleksander Dubov
- Kokkupuutel 0
- Google Plus 0
- Okei 0
- Facebook 0
