Jordens uppvärmande klimat har legat bakom många senaste perioder av extremt väder, från skogsbränder och översvämningar till torka och stormar. En bidragande orsak till den uppvärmningen är en växande ansamling i jordens atmosfär av koldioxid, eller CO2. Teknik finns för att dra denna gas från luften eller för att fånga den innan den släpps ut. Att lagra den fångade CO2 har dock visat sig vara en utmaning. Nu erbjuder ett australiensiskt forskarlag att lösa detta problem genom att “bryta” den CO2 för att producera fast kol.
En fördel: Det finns ingen risk för att kolet senare kommer ut i luften. Dessutom kan kolet som utvinns från den gasen användas för att tillverka alla typer av produkter, från byggmaterial till batterier.
Förklarare: CO2 och andra växthusgaser
Lägger till Ian Power, “Det som är spännande med det här arbetet är att uppnådde denna reaktion vid rumstemperatur.” Power är en miljögeoforskare i Kanada vid Trent University. Det är i Peterborough, Ontario. Han föreställer sig att kunna “förvandla planetvärmande CO2 till värdefulla kolbaserade produkter.” Den nya forskningen, säger han, “är ett steg mot den framtiden.”
Det australiensiska teamet beskrev sin nya process 17 januari i Energi- och miljövetenskap.
En metallisk innovationTidigare har forskare försökt pumpa avfall CO2 djupt ner i jorden. Men det har funnits en oro för att något – kanske en jordbävning eller bara en dålig tätning – en dag skulle kunna släppa ut all den uppdämda gasen.
Forskare vid Australiens Royal Melbourne Tekniska högskolan bestämde sig för att undersöka en annan idé. Torben Daeneke och Ken Chiang är kemiingenjörer. Daenekes labb arbetar med smälta metaller – alltså sådana som är flytande. Chiang arbetar med katalysatorer. Dessa är material som påskyndar kemiska reaktioner. Daeneke och Chiang började undra om en flytande metall kunde fungera som en katalysator för att bryta ner CO2. De två slog sig ihop med doktoranden Karma Zuraiqi för att ta reda på det.
Förklarare: Vad är kemiska bindningar?
Teamet letade efter kemiska reaktioner som skulle omvandla CO2
. För att kemikalier ska reagera måste deras molekyler byta ut några atomer. Atomer som är bundna inom en molekyl måste separera så att de kan binda till andra atomer och bilda nya molekyler. Hur lätt atomer binder till varandra beror på hur hårt de håller fast vid sina elektroner.
Många metaller ger lätt upp sina elektroner till icke-metalliska atomer, som syre. Eftersom metaller reagerar så lätt kan de användas för att katalysera reaktioner. Teamets första steg var att hitta en sådan metallkatalysator.
De metaller vi oftast möter är fasta vid rumstemperatur. De kommer inte att fungera bra för att driva kemiska reaktioner som skapar ett fast ämne. När allt kommer omkring, när den nya fasta formen, skulle den bara sitta på metallen. Daeneke säger att det är som att “tuggummi fastnar på en yta.” Det kommer att sakta ner och slutligen stoppa reaktionen. Det var därför hans team vände sig till flytande metall, förklarar han: “Det är inte möjligt att fästa tuggummi på en flytande yta.”
Gör fabriker “gröna”
Alla CO2 omvandlades inte. Ändå, under den korta tid det tar för en CO2 -bubbla att färdas genom ett kort rör, var processen mycket effektiv, säger Daeneke. Att använda längre rör, säger han, “bör hjälpa oss att [react] det mesta av CO2.”
Teamet testade sin nya process vid olika temperaturer. Även om reaktionen ägde rum vid rumstemperatur, accelererade den vid temperaturer på 200º eller till och med 400º Celsius (392º eller 752º Fahrenheit). Även om de verkar som höga temperaturer, är de ganska låga för reaktioner som denna, konstaterar Daeneke. Hans team tror att industrier kan använda spillvärme från andra delar av sina fabriker för att nå den nödvändiga temperaturen. Det skulle tillåta dem att dra CO2
Leave a Reply