Энд үзүүлсэн шиг цементийн үйлдвэрүүд нь уур амьсгалыг дулаацуулдаг нүүрстөрөгчийн давхар ислийн гол эх үүсвэр юм. Гэхдээ эдгээр бохирдуулагчдын заримыг шинэ төрлийн түлш болгон хувиргаж болно. Энэ давсыг хэдэн арван жил эсвэл түүнээс дээш хугацаанд аюулгүй хадгалах боломжтой.
Энэ бол уур амьсгалын өөрчлөлтийг удаашруулах, түүний нөлөөллийг бууруулах эсвэл хурдацтай өөрчлөгдөж буй дэлхий ертөнцийг даван туулахад нь туслах шинэ технологи, үйл ажиллагааны талаарх цуврал нийтлэлийн бас нэгэн түүх юм.
Нийтлэг хүлэмжийн хий болох нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) ялгаруулдаг үйл ажиллагаа нь дэлхийн агаар мандлыг дулаацуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Агаараас CO2-ыг гаргаж аваад хадгалах санаа шинэ зүйл биш юм. Гэхдээ үүнийг хийхэд хэцүү, ялангуяа хүмүүс үүнийг төлж чадах үед. Шинэ систем нь CO2-ийн бохирдлын асуудлыг арай өөрөөр шийддэг. Энэ нь уур амьсгалыг дулаацуулдаг хийг химийн аргаар түлш болгон хувиргадаг.
Арваннэгдүгээр сарын 15-нд Кембрижийн Массачусетсийн Технологийн Институтын (MIT) судлаачид өөрсдийн шинэлэг үр дүнг Cell Reports Physical Science сэтгүүлд нийтэлжээ.
Тэдний шинэ систем нь хоёр хэсэгт хуваагддаг. Эхний хэсэг нь агаараас нүүрстөрөгчийн давхар ислийг формате гэж нэрлэгддэг молекул болгон хувиргаж түлш үйлдвэрлэхийг хамардаг. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн нэгэн адил формате нь нэг нүүрстөрөгчийн атом, хоёр хүчилтөрөгчийн атом, мөн нэг устөрөгчийн атом агуулдаг. Формат нь мөн бусад хэд хэдэн элемент агуулдаг. Шинэ судалгаанд натри эсвэл калиас гаргаж авсан формате давсыг ашигласан.
Ихэнх түлшний эсүүд нь шатамхай хий болох устөрөгчөөр ажилладаг бөгөөд үүнийг тээвэрлэхэд дамжуулах хоолой болон даралттай сав шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч түлшний эсүүд нь мөн формацаар ажиллах боломжтой. Шинэ системийн хөгжлийг удирдсан материалын эрдэмтэн Ли Жүгийн хэлснээр формац нь устөрөгчтэй харьцуулахуйц эрчим хүчний агууламжтай байдаг. Ли Жү тэмдэглэснээр формац нь устөрөгчөөс зарим давуу талтай. Энэ нь илүү аюулгүй бөгөөд өндөр даралттай хадгалах шаардлагагүй.
MIT-ийн судлаачид нүүрстөрөгчийн давхар ислээс гаргаж авсан форматыг туршихын тулд түлшний элемент бүтээжээ. Эхлээд тэд давсыг устай хольсон. Дараа нь хольцыг түлшний элементэд оруулсан. Түлшний элементийн дотор формат нь химийн урвалд электронуудыг ялгаруулсан. Эдгээр электронууд нь түлшний элементийн сөрөг электродоос эерэг электрод руу урсаж, цахилгаан хэлхээг бүрдүүлсэн. Эдгээр урсаж буй электронууд буюу цахилгаан гүйдэл нь туршилтын үеэр 200 цагийн турш байсан.
MIT-д Литэй хамтран ажилладаг материалын эрдэмтэн Жен Жан баг нь арван жилийн дотор шинэ технологийг өргөжүүлж чадна гэдэгт итгэлтэй байна.
MIT-ийн судалгааны баг нүүрстөрөгчийн давхар ислийг түлш үйлдвэрлэх гол орц болгон хувиргахын тулд химийн аргыг ашигласан. Эхлээд тэд үүнийг өндөр шүлтлэг уусмалд оруулсан. Тэд натрийн гидроксид (NaOH) буюу шүлтийг сонгосон. Энэ нь хүнсний сода гэгддэг натрийн бикарбонат (NaHCO3) үүсгэдэг химийн урвалыг өдөөдөг.
Дараа нь тэд цахилгааныг асаав. Цахилгаан гүйдэл нь хүнсний содын молекул дахь хүчилтөрөгчийн атом бүрийг хувааж, натрийн формат (NaCHO2) үлдээсэн шинэ химийн урвалыг өдөөсөн. Тэдний систем нь CO2-ын бараг бүх нүүрстөрөгчийг - 96 хувиас илүүг - энэ давс болгон хувиргасан.
Хүчилтөрөгчийг зайлуулахад шаардлагатай энерги нь формын химийн холбоонд хадгалагддаг. Профессор Ли формын энерги нь потенциал энергиэ алдалгүйгээр хэдэн арван жилийн турш хадгалж чадна гэж тэмдэглэжээ. Дараа нь энэ нь түлшний элементээр дамжин өнгөрөхдөө цахилгаан үүсгэдэг. Хэрэв формын үйлдвэрлэхэд ашигладаг цахилгаан нь нарны, салхины эсвэл усан цахилгаан эрчим хүчнээс гаралтай бол түлшний элементийн үйлдвэрлэсэн цахилгаан нь цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэр болно.
Шинэ технологийг өргөжүүлэхийн тулд Ли "бид шүлтийн баялаг геологийн нөөцийг олох хэрэгтэй" гэж хэлсэн. Тэрээр шүлтийн базальт (AL-kuh-lye buh-SALT) гэж нэрлэгддэг чулуулгийн төрлийг судалсан. Устай холилдоход эдгээр чулуулаг нь шүлт болж хувирдаг.
Фарзан Каземифар бол Калифорни мужийн Сан Хосе мужийн их сургуулийн инженер юм. Түүний судалгаа нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг газар доорх давсны формацид хадгалахад чиглэгддэг. Агаараас нүүрстөрөгчийн давхар ислийг зайлуулах нь үргэлж хэцүү байсан тул үнэтэй байсан гэж тэр хэлэв. Тиймээс CO2-ийг формат гэх мэт ашиглах боломжтой бүтээгдэхүүн болгон хувиргах нь ашигтай. Бүтээгдэхүүний өртөг нь үйлдвэрлэлийн өртгийг нөхөж чадна.
Агаараас нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хураах талаар олон судалгаа хийгдсэн. Жишээлбэл, Лихайн Их Сургуулийн эрдэмтдийн баг саяхан агаараас нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шүүж, хүнсний сода болгон хувиргах өөр нэг аргыг тайлбарласан. Бусад судалгааны бүлгүүд CO2-ийг тусгай чулуулагт хадгалж, хатуу нүүрстөрөгч болгон хувиргаж, дараа нь спиртийн түлш болох этанол болгон боловсруулж байна. Эдгээр төслүүдийн ихэнх нь жижиг хэмжээний бөгөөд агаар дахь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн өндөр түвшинг бууруулахад хараахан мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлээгүй байна.
Энэ зурагт нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ажилладаг байшин харагдаж байна. Энд үзүүлсэн төхөөрөмж нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг (улаан, цагаан бөмбөлөг дэх молекулууд) формат гэж нэрлэгддэг давс (цэнхэр, улаан, цагаан, хар бөмбөлөгүүд) болгон хувиргадаг. Энэ давсыг дараа нь түлшний элементэд цахилгаан үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.
Каземифар хэлэхдээ бидний хамгийн сайн сонголт бол "эхлээд хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулах" гэжээ. Үүнийг хийх нэг арга бол чулуужсан түлшийг салхи эсвэл нарны эрчим хүч зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрээр солих явдал юм. Энэ бол эрдэмтдийн "нүүрстөрөгчгүйжүүлэх" гэж нэрлэдэг шилжилтийн нэг хэсэг юм. Гэхдээ тэрээр уур амьсгалын өөрчлөлтийг зогсоохын тулд олон талт арга барил шаардлагатай гэж нэмж хэлэв. Энэхүү шинэ технологи нь нүүрстөрөгчгүйжүүлэхэд хэцүү газруудад нүүрстөрөгчийг барихад шаардлагатай гэж тэр хэлэв. Хоёр жишээг дурдвал гангийн үйлдвэр, цементийн үйлдвэрүүдийг авч үзье.
MIT баг шинэ технологийг нарны болон салхины эрчим хүчтэй хослуулах нь ашиг тусыг мөн харж байна. Уламжлалт батерейг хэдэн долоо хоногийн турш эрчим хүч хадгалах зориулалттайгаар бүтээсэн. Зуны нарны гэрлийг өвөл эсвэл түүнээс удаан хугацаанд хадгалах нь өөр арга барил шаарддаг. "Формат түлшний хувьд та улирлын чанартай нөөцөөр хязгаарлагдахгүй. Энэ нь үе дамжин хадгалагдаж болно" гэж Ли хэлэв.
Энэ нь алт шиг гялалзахгүй байж болох ч "Би хөвгүүд, охиддоо 200 тонн ... трансжендерийг өв болгон үлдээж чадна" гэж Ли хэлэв.
Шүлтлэг: Уусмалд гидроксидын ион (OH-) үүсгэдэг химийн бодисыг тодорхойлдог тэмдэг нэр. Эдгээр уусмалыг мөн шүлтлэг (хүчиллэгээс ялгаатай) гэж нэрлэдэг бөгөөд рН нь 7-оос их байдаг.
Усны давхарга: Газар доорх усны нөөцийг хадгалах чадвартай чулуулгийн тогтоц. Энэ нэр томьёо нь мөн газрын доорхи сав газарт хамаарна.
Базальт: Ихэвчлэн маш нягт байдаг хар галт уулын чулуулаг (галт уулын дэлбэрэлтээс болж их хэмжээний хий үүссэн тохиолдолд).
холбоо: (химийн салбарт) молекул дахь атомууд (эсвэл атомын бүлгүүд)-ийн хоорондох хагас байнгын холбоо. Энэ нь оролцогч атомуудын хоорондох таталцлын хүчээр үүсдэг. Холбоо үүссэний дараа атомууд нэг нэгж болж үйлчилдэг. Бүрэлдэхүүн атомуудыг салгахын тулд молекулуудад дулаан эсвэл бусад цацрагийн хэлбэрээр энерги өгөх шаардлагатай.
Нүүрстөрөгч: Дэлхий дээрх бүх амьдралын физик үндэс суурь болох химийн элемент. Нүүрстөрөгч нь бал чулуу, алмааз хэлбэрээр чөлөөтэй оршдог. Энэ нь нүүрс, шохойн чулуу, газрын тосны чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд химийн хувьд өөрөө нэгдэж, химийн, биологийн болон арилжааны үнэ цэнэтэй олон төрлийн молекулуудыг үүсгэдэг. (Уур амьсгалын судалгаанд) Нүүрстөрөгч гэдэг нэр томьёог заримдаа нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй бараг сольж хэрэглэдэг бөгөөд агаар мандлын урт хугацааны дулааралд ямар нэгэн үйлдэл, бүтээгдэхүүн, бодлого эсвэл үйл явцын үзүүлэх болзошгүй нөлөөллийг хэлдэг.
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл: (эсвэл CO2) нь бүх амьтдын амьсгалж буй хүчилтөрөгч нь иддэг нүүрстөрөгчөөр баялаг хоол хүнстэй урвалд ороход ялгардаг өнгөгүй, үнэргүй хий юм. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь газрын тос эсвэл байгалийн хий зэрэг чулуужсан түлш зэрэг органик бодисыг шатаах үед ялгардаг. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь дэлхийн агаар мандалд дулааныг хадгалдаг хүлэмжийн хий юм. Ургамал нь фотосинтезийн тусламжтайгаар нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хүчилтөрөгч болгон хувиргаж, энэ үйл явцыг ашиглан өөрсдийн хоол хүнсээ үйлдвэрлэдэг.
Цемент: Хоёр материалыг хооронд нь холбож, хатууруулж хатууруулахад ашигладаг холбогч бодис, эсвэл хоёр материалыг хооронд нь холбодог зузаан цавуу. (Барилга) Элс эсвэл буталсан чулуулгийг хооронд нь холбож бетон үүсгэхэд ашигладаг нарийн нунтагласан материал. Цементийг ихэвчлэн нунтаг хэлбэрээр хийдэг. Гэхдээ норсны дараа шаварлаг зуурмаг болж, хатсаны дараа хатуурдаг.
Химийн найрлага: Тогтмол харьцаа болон бүтэцтэй хоёр ба түүнээс дээш атомаас бүрдсэн бодис. Жишээлбэл, ус гэдэг нь нэг хүчилтөрөгчийн атомтай холбогдсон хоёр устөрөгчийн атомаас бүрдсэн химийн бодис юм. Үүний химийн томъёо нь H2O юм. "Химийн" гэдэг үгийг мөн өөр өөр нэгдлүүдийн хоорондох янз бүрийн урвалын үр дүнд үүссэн бодисын шинж чанарыг тодорхойлоход тэмдэг нэр болгон ашиглаж болно.
Химийн холбоо: Холбоотой элементүүдийг нэгдмэл байдлаар ажиллуулахад хангалттай хүчтэй атомуудын хоорондох таталцлын хүч. Зарим таталцал сул, зарим нь хүчтэй байдаг. Бүх холбоо нь электрон хуваалцах (эсвэл хуваалцахыг оролдох) замаар атомуудыг холбодог бололтой.
Химийн урвал: Физик хэлбэрийн өөрчлөлтөөс илүүтэй бодисын молекул эсвэл бүтцийг дахин зохион байгуулах үйл явц (жишээлбэл, хатуугаас хий рүү шилжих).
Хими: бодисын найрлага, бүтэц, шинж чанар, харилцан үйлчлэлийг судалдаг шинжлэх ухааны салбар. Эрдэмтэд энэхүү мэдлэгээ танил бус бодисыг судлах, ашигтай бодисыг их хэмжээгээр үржүүлэх, эсвэл шинэ ашигтай бодис зохион бүтээх, бий болгоход ашигладаг. (химийн нэгдлүүдийн) Хими гэдэг нь нэгдлийн томъёо, түүнийг бэлтгэх арга, эсвэл түүний зарим шинж чанарыг хэлдэг. Энэ салбарт ажилладаг хүмүүсийг химич гэж нэрлэдэг. (нийгмийн шинжлэх ухаанд) хүмүүсийн хамтран ажиллах, эв найртай байх, бие биенийхээ хамт байх чадварыг хэлнэ.
Уур амьсгалын өөрчлөлт: Дэлхийн уур амьсгалын урт хугацааны мэдэгдэхүйц өөрчлөлт. Энэ нь байгалийн жамаар эсвэл хүний ​​үйл ажиллагааны үр дүнд, түүний дотор чулуужсан түлш шатаах, ой модыг цэвэрлэх зэргээр тохиолдож болно.
Нүүрстөрөгчгүйжүүлэх: агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, метан зэрэг нүүрстөрөгчийн хүлэмжийн хий ялгаруулдаг бохирдуулагч технологи, үйл ажиллагаа, эрчим хүчний эх үүсвэрээс санаатайгаар татгалзах шилжилтийг хэлнэ. Зорилго нь уур амьсгалын өөрчлөлтөд нөлөөлдөг нүүрстөрөгчийн хийн хэмжээг бууруулах явдал юм.
Цахилгаан: Энэ нь ихэвчлэн электрон гэж нэрлэгддэг сөрөг цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөнөөс үүсдэг цахилгаан цэнэгийн урсгал юм.
Электрон: ихэвчлэн атомын гаднах бүсийг тойрон эргэлддэг сөрөг цэнэгтэй бөөм; энэ нь мөн хатуу биет дэх цахилгаан тээвэрлэгч юм.
Инженер: Шинжлэх ухаан, математикийг ашиглан асуудлыг шийддэг хүн. Үйл үг болгон ашигласан инженер гэдэг үг нь асуудал эсвэл хангагдаагүй хэрэгцээг шийдвэрлэх төхөөрөмж, материал эсвэл процесс зохион бүтээхийг хэлнэ.
Этанол: Шар айраг, дарс, спирт зэрэг согтууруулах ундааны үндэс суурь болдог этилийн спирт гэж нэрлэгддэг спирт. Үүнийг мөн уусгагч болон түлш болгон ашигладаг (жишээлбэл, ихэвчлэн бензинтэй хольж хэрэглэдэг).
Шүүлтүүр: (n.) Хэмжээ болон бусад шинж чанараас нь хамааран зарим материалыг нэвтрүүлж, заримыг нь нэвтрүүлдэг зүйл. (v.) Хэмжээ, нягтрал, цэнэг гэх мэт шинж чанарт үндэслэн тодорхой бодисыг сонгох үйл явц (физикт) Гэрэл эсвэл бусад цацрагийг шингээдэг эсвэл зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нь нэвтрүүлэхээс сонгон сэргийлдэг бодисын дэлгэц, хавтан эсвэл давхарга.
Формат: Тосны хүчлийн исэлдсэн хэлбэр болох шоргоолжны хүчлийн давс буюу эфирийн ерөнхий нэр томъёо. (Эфир гэдэг нь тодорхой хүчлүүдийн устөрөгчийн атомыг тодорхой төрлийн органик бүлгээр орлуулснаар үүссэн нүүрстөрөгч дээр суурилсан нэгдэл юм. Олон өөх тос болон эфирийн тос нь байгалийн гаралтай тосны хүчлүүдийн эфир юм.)
Чулуужсан түлш: Нүүрс, газрын тос (түүхий тос), байгалийн хий зэрэг дэлхийн дотор сая сая жилийн турш бактери, ургамал, амьтны ялзарсан үлдэгдлээс үүссэн аливаа түлш.
Түлш: Хяналттай химийн эсвэл цөмийн урвалаар энерги ялгаруулдаг аливаа бодис. Чулуужсан түлш (нүүрс, байгалийн хий, газрын тос) нь халаах үед (ихэвчлэн шаталтын цэг хүртэл) химийн урвалаар энерги ялгаруулдаг түгээмэл түлш юм.
Түлшний элемент: Химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг төхөөрөмж. Хамгийн түгээмэл түлш бол устөрөгч бөгөөд үүний цорын ганц дайвар бүтээгдэхүүн нь усны уур юм.
Геологи: Дэлхийн физик бүтэц, түүний материал, түүх, түүн дээр болж буй үйл явцтай холбоотой бүх зүйлийг тодорхойлсон тэмдэг нэр. Энэ салбарт ажилладаг хүмүүсийг геологич гэж нэрлэдэг.
Дэлхийн дулаарал: Хүлэмжийн хийн нөлөөллөөс болж дэлхийн агаар мандлын нийт температур аажмаар нэмэгдэх. Үүний үр дагавар нь агаар дахь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хлорфтор нүүрстөрөгч болон бусад хийнүүдийн түвшин нэмэгдэж байгаатай холбоотой бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь хүний ​​үйл ажиллагаанаас үүдэлтэй юм.
Устөрөгч: Орчлон ертөнцийн хамгийн хөнгөн элемент. Хий хэлбэр нь өнгөгүй, үнэргүй, маш шатамхай байдаг. Энэ нь олон түлш, өөх тос, амьд эдийг бүрдүүлдэг химийн бодисын бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь протон (цөм) болон түүнийг тойрон эргэлддэг электроноос бүрдэнэ.
Инноваци: (v. шинийг санаачлах; adj. шинийг санаачлах) Одоо байгаа санаа, үйл явц эсвэл бүтээгдэхүүнийг шинэ, ухаалаг, илүү үр ашигтай эсвэл илүү ашигтай болгохын тулд түүнд тохируулга хийх эсвэл сайжруулах.
Шүлт: Натрийн гидроксидын (NaOH) уусмалын ерөнхий нэр. Шүлтийг ихэвчлэн ургамлын тос эсвэл амьтны гаралтай өөх тос болон бусад найрлагатай хольж, саван хийдэг.
Материал судлаач: Материалын атом ба молекулын бүтэц ба түүний ерөнхий шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг судалдаг судлаач. Материал судлаачид шинэ материал боловсруулж эсвэл одоо байгаа материалыг шинжилж болно. Материалын нягтрал, бат бэх, хайлах цэг зэрэг ерөнхий шинж чанарыг шинжлэх нь инженерүүд болон бусад судлаачдад шинэ хэрэглээнд хамгийн сайн материалыг сонгоход тусалдаг.
Молекул: Химийн нэгдлийн хамгийн бага хэмжээг төлөөлдөг цахилгаан саармаг атомуудын бүлэг. Молекулууд нь нэг төрлийн атом эсвэл өөр өөр төрлийн атомуудаас бүрдэж болно. Жишээлбэл, агаарт байгаа хүчилтөрөгч нь хоёр хүчилтөрөгчийн атом (O2)-оос, ус нь хоёр устөрөгчийн атом болон нэг хүчилтөрөгчийн атом (H2O)-оос бүрдэнэ.
Бохирдуулагч: Агаар, ус, хүн эсвэл хоол хүнс гэх мэт зүйлийг бохирдуулдаг бодис. Зарим бохирдуулагч нь пестицид гэх мэт химийн бодис юм. Бусад бохирдуулагч нь хэт их дулаан эсвэл гэрэл зэрэг цацраг туяа байж болно. Хогийн ургамал болон бусад түрэмгий зүйлүүдийг биологийн бохирдлын нэг хэлбэр гэж үзэж болно.
Хүчтэй гэдэг үг: Маш хүчтэй эсвэл хүчтэй зүйлийг (жишээ нь нян, хор, эм, хүчил) хэлдэг тэмдэг нэр.
Сэргээгдэх боломжтой: Тодорхойгүй хугацаагаар орлуулагдаж болох нөөцийг (ус, ногоон ургамал, нарны гэрэл, салхи гэх мэт) илэрхийлсэн тэмдэг нэр. Энэ нь хязгаарлагдмал нөөцтэй бөгөөд үр дүнтэйгээр шавхагдаж болох сэргээгдэхгүй нөөцтэй харьцуулагддаг. Сэргээгдэхгүй нөөцөд газрын тос (болон бусад чулуужсан түлш) эсвэл харьцангуй ховор элемент, эрдэс бодис орно.