Hoe los je het CO2-probleem op • Z zoekt uit
Al anderhalve eeuw lang proberen onderzoekers te achterhalen hoe ze iets nuttigs kunnen doen met alle kooldioxide die ronddrijft in de atmosfeer. We hebben heel veel spullen, we stoten het uit elke keer dat we uitademen, maar het enige wat het doet is rondhangen in de atmosfeer, waardoor onze planeet warmer wordt en een aantal potentieel zeer onaangename bijwerkingen in het proces veroorzaakt.
Wetenschappers zouden dat doen werkelijk graag een manier vinden om het allemaal in brandstof te veranderen, wat vermoedelijk twee vliegen in één klap zou doden door ons een vervanging te geven voor broeikasgasemitterende fossielen. Maar dit is gemakkelijker gezegd dan gedaan: niet alleen hebben wetenschappers moeite gehad om uit te zoeken hoe ze wat dan ook van de koolstofdioxide gered kunnen worden, ze worstelen nog steeds om te begrijpen hoe koolstofdioxide-reductie zelfs in de eerste plaats kan worden gekatalyseerd.
Met andere woorden, sinds het midden van de 19e eeuw hebben wetenschappers in principe aan het rommelen met CO2, het mengen met verschillende materialen, het opwarmen, enz., Slechts af en toe een reactie ("150 jaar" is een verwijzing naar een 1869-experiment in welke onderzoekers gebruikten een elektrokatalysator om CO2 om te zetten in mierenzuur, een conserveermiddel). Maar hoewel onderzoekers dit potentieel al lang begrepen, begrepen ze niet echt waarom deze reacties plaatsvonden. Dat maakte het tot op heden onmogelijk om experimenten op een gecontroleerde manier uit te voeren, dankzij een nieuw experiment van onderzoekers van Columbia University School of Engineering. De bevindingen van hun paper werden vandaag gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences.
"We zijn hiermee begonnen te leven zoals hoe anderen dit doen, door vallen en opstaan en spelen met verschillende materialen om te zien hoe de efficiëntie van CO2-conversie afhangt van materiaaleigenschappen," hoofdauteur Irina Chernyshova, associate research scientist aan Columbia University School of Engineering en Applied Science, vertelt Inverse. "Maar dat kan een levensduur hebben."
Hun doorbraak, legt Chernyshova uit, heeft te maken met het proces van elektrochemische reductie, of de omzetting van CO2 in een eenvoudiger molecuul door toevoeging van elektrische energie. Met behulp van aan het oppervlak verbeterde Raman-spectroscopie kon het team voor de eerste keer waarnemen dat koolstofdioxide kan worden gereduceerd met behulp van een enkel tussenproduct - carboxylaat dat hecht aan het oppervlak van de koolstof- en zuurstofmoleculen - in plaats van twee.
"150 jaar lang hebben mensen geweten dat dit mogelijk is, maar ze konden het niet voor 150 jaar commercialiseren, omdat ze het op een niet-systematische manier doen," zei Chernyshova. "U kunt niet alle materialen in alle mogelijke combinaties weergeven."
Nu ze de elektro-reductie van kooldioxide beter begrijpen, hebben onderzoekers over de hele wereld nu veel betere geleiderails voor hun eigen onderzoek, niet alleen op het gebied van hernieuwbare energie, maar met het doel om CO2 te reduceren tot een aantal meer bruikbare moleculen, bijvoorbeeld meststoffen. En omdat we meer weten over de spreekwoordelijke 'eerste stap' van dit proces, worden experimenten veel goedkoper en gemakkelijker uit te voeren, hopelijk met een domino-effect.
"Met deze kennis en rekenkracht", zegt coauteur Sathish Ponnurangam, in een persbericht, "zullen onderzoekers de reactie op verschillende katalysatoren nauwkeuriger kunnen voorspellen en de meest veelbelovende kunnen specificeren, die verder kunnen worden gesynthetiseerd en getest.”
Naast inspanningen om CO2 te katalyseren met behulp van direct zonlicht, het proces dat beter bekend staat als kunstmatige of semi-kunstmatige fotosynthese vanwege de inspiratie die het haalt uit planten, winnen inspanningen om CO2 om te zetten in brandstof of in te ademen lucht, aan stoom. Eerder deze maand ontdekten onderzoekers aan de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk hoe ze watermoleculen efficiënter kunnen splitsen in waterstof (dat kan worden gebruikt als brandstof) en zuurstof met behulp van een enzym dat voorkomt in algen, hydrogenase genaamd.
UCLA legt uit hoe we afval omzetten in brandstof met video met lachende wezentjes
Een video met een glimlachende emoji die vandaag is uitgegeven door de Universiteit van Californië, herinnert ons eraan dat er energie is in menselijk afval. Het idee van poep-als-biobrandstoffen zweeft al een paar jaar rond - met name in Groot-Brittannië, waar de zogenaamde Bio-Bus wordt geladen op uitwerpselen en putters rond Bristol. Als je wa ...
Wetenschappers hebben net een cruciale stap gezet richting het maken van brandstof uit planten
Het maken van raketbrandstof uit planten is geen rocket science. Het is echter een notoir inefficiënt, meerstaps proces, waardoor het moeilijk is om op te schalen naar het niveau dat nodig is om te concurreren met fossiele brandstoffen. Maar onderzoekers van het Berkeley Lab van het Amerikaanse Department of Energy denken dat ze hebben uitgezocht hoe ze het in ...
Het diner omzetten in een videogame maakt het eten van groenten leuk (achtig)
Kieskeurige eters zijn lastig in de kont. Ten tweede als het kinderen zijn. Triply dus als ze andermans kinderen zijn. Maar in ieder geval kinderen zijn gemakkelijk gamed. Het Argentijnse ontwerpteam achter Yumit - in wezen een placemat die van het eten een videogame maakt - baseert zich op dit feit in zijn zoektocht om kinderen te verleiden tot het eten van b ...