Zementfabriken ewéi déi hei gewisen sinn eng wichteg Quell vu klimaerwiermendem Kuelendioxid. Awer e puer vun dëse Schadstoffer kënnen an eng nei Zort Brennstoff ëmgewandelt ginn. Dëst Salz kann sécher fir Joerzéngten oder méi laang gelagert ginn.
Dëst ass eng weider Geschicht an enger Serie, déi sech mat neien Technologien an Aktiounen beschäftegt, déi de Klimawandel verlangsamen, seng Auswierkunge reduzéieren oder Gemeinschaften hëllefe kënnen, mat enger sech séier verännerender Welt eens ze ginn.
Aktivitéiten, déi Kuelendioxid (CO2), e verbreeten Treibhausgas, fräisetzen, droen zur Erwiermung vun der Äerdatmosphär bäi. D'Iddi, CO2 aus der Loft ze extrahéieren an ze späicheren, ass net nei. Mee et ass schwéier ëmzesetzen, besonnesch wann d'Leit et sech leeschte kënnen. En neit System léist de Problem vun der CO2-Verschmotzung op eng liicht aner Manéier. Et konvertéiert de Klima-erwiermenden Gas chemesch a Brennstoff.
De 15. November hunn d'Fuerscher vum Massachusetts Institute of Technology (MIT) zu Cambridge hir banebriechend Resultater an der Zäitschrëft Cell Reports Physical Science publizéiert.
Hiert neit System ass an zwéin Deeler opgedeelt. Den éischten Deel besteet doran, Kuelendioxid aus der Loft an e Molekül mam Numm Format ëmzewandelen, fir Brennstoff ze produzéieren. Wéi Kuelendioxid enthält Format een Kuelestoffatom an zwee Sauerstoffatome, souwéi een Waasserstoffatom. Format enthält och verschidde aner Elementer. Déi nei Studie huet Formatsalz benotzt, dat aus Natrium oder Kalium gewonnen gëtt.
Déi meescht Brennstoffzellen funktionéieren mat Waasserstoff, engem brennbare Gas, dat Pipelines a Drocktanken erfuerdert fir ze transportéieren. Brennstoffzellen kënnen awer och mat Format funktionéieren. Format huet en Energiegehalt, deen dem Waasserstoff vergläichbar ass, laut dem Li Ju, enger Materialwëssenschaftlerin, déi d'Entwécklung vum neie System geleet huet. Format huet e puer Virdeeler géintiwwer Waasserstoff, huet de Li Ju bemierkt. Et ass méi sécher a brauch keng Héichdrockspäicherung.
Fuerscher vum MIT hunn eng Brennstoffzell entwéckelt fir Format ze testen, wat se aus Kuelendioxid produzéieren. Als éischt hunn se d'Salz mat Waasser gemëscht. D'Mëschung gouf dann an eng Brennstoffzell gefiddert. An der Brennstoffzell huet de Format Elektronen an enger chemescher Reaktioun fräigesat. Dës Elektronen sinn vun der negativer Elektrod vun der Brennstoffzell op déi positiv Elektrod gefloss, wouduerch en elektresche Circuit ofgeschloss gouf. Dës fléissend Elektronen - en elektresche Stroum - ware wärend dem Experiment 200 Stonnen präsent.
Den Zhen Zhang, e Materialwëssenschaftler, deen zesumme mam Li um MIT schafft, ass optimistesch, datt säin Team déi nei Technologie bannent engem Jorzéngt wäert kënnen skaléieren.
D'MIT-Fuerschungsteam huet eng chemesch Method benotzt fir Kuelendioxid an eng wichteg Zutat fir d'Brennstoffproduktioun ëmzewandelen. Als éischt hunn si et enger héich alkalescher Léisung ausgesat. Si hunn Natriumhydroxid (NaOH) gewielt, allgemeng bekannt als Laug. Dëst léist eng chemesch Reaktioun aus, déi Natriumbikarbonat (NaHCO3) produzéiert, besser bekannt als Natron.
Dann hunn si de Stroum ugeschalt. Den elektresche Stroum huet eng nei chemesch Reaktioun ausgeléist, déi all Sauerstoffatom am Natronmolekül gespléckt huet, wouduerch Natriumformiat (NaCHO2) bliwwen ass. Hiert System huet bal de ganze Kuelestoff am CO2 - méi wéi 96 Prozent - an dëst Salz ëmgewandelt.
D'Energie, déi néideg ass fir de Sauerstoff ze entfernen, gëtt an de chemesche Bindunge vum Format gespäichert. De Professer Li huet bemierkt, datt Format dës Energie Joerzéngte laang späichere kann, ouni potenziell Energie ze verléieren. Dann generéiert et Stroum, wann et duerch eng Brennstoffzell geet. Wann de Stroum, deen fir d'Produktioun vu Format benotzt gëtt, vu Solar-, Wand- oder Waasserkraaft kënnt, ass de Stroum, deen vun der Brennstoffzell generéiert gëtt, eng propper Energiequell.
Fir déi nei Technologie auszebauen, sot de Lee, "musse mir räich geologesch Quelle vu Laug fannen." Hie studéiert eng Zort Gestengs mam Numm Alkalibasalt (AL-kuh-lug buh-SALT). Wann dës Gestengs mat Waasser gemëscht ginn, ginn se zu Laug.
De Farzan Kazemifar ass Ingenieur op der San Jose State University a Kalifornien. Seng Fuerschung konzentréiert sech op d'Späichere vu Kuelendioxid an ënnerierdesche Salzformatiounen. Kuelendioxid aus der Loft ze entfernen war ëmmer schwéier a dofir deier, seet hien. Dofir ass et rentabel, CO2 a brauchbar Produkter wéi Format ëmzewandelen. D'Käschte vum Produkt kënnen d'Produktiounskäschte kompenséieren.
Et gouf vill Fuerschung iwwer d'Ofschafe vu Kuelendioxid aus der Loft gemaach. Zum Beispill huet en Team vu Wëssenschaftler vun der Lehigh University viru kuerzem eng aner Method beschriwwen, fir Kuelendioxid aus der Loft ze filteren an en a Natron ëmzewandelen. Aner Fuerschungsgruppen späicheren CO2 a spezielle Gestengs, wouduerch en a feste Kuelestoff ëmgewandelt gëtt, deen dann an Ethanol, en Alkoholbrennstoff, veraarbecht ka ginn. Déi meescht vun dëse Projeten si kleng a konnten nach keen signifikanten Impakt op d'Reduktioun vun héije Kuelendioxidniveauen an der Loft hunn.
Dëst Bild weist en Haus, dat mat Kuelendioxid funktionéiert. Den Apparat, deen hei gewisen ass, wandelt Kuelendioxid (d'Moleküle an de rouden a wäisse Blosen) an e Salz mam Numm Format ëm (déi blo, rout, wäiss a schwaarz Blosen). Dëst Salz kann dann an enger Brennstoffzell benotzt ginn, fir Stroum ze generéieren.
De Kazemifar sot, eis bescht Optioun wier, "d'Emissioune vun Treibhausgase fir d'éischt ze reduzéieren". Eng Méiglechkeet, dat ze maachen, ass et, fossil Brennstoffer duerch erneierbar Energiequellen ewéi Wand oder Solar z'ersetzen. Dëst ass Deel vun enger Transitioun, déi d'Wëssenschaftler "Dekarboniséierung" nennen. Mä hien huet dobäi gesot, datt d'Stoppe vum Klimawandel e villfältege Wee erfuerdert. Dës nei Technologie ass néideg, fir Kuelestoff a Gebidder ofzefänken, déi schwéier ze dekarboniséieren sinn, sot hien. Zum Beispill Stolwierker a Zementfabriken.
D'MIT-Team gesäit och Virdeeler an der Kombinatioun vun hirer neier Technologie mat Solar- a Wandenergie. Traditionell Batterien sinn entwéckelt fir Energie fir Wochen ze späicheren. D'Lagerung vun der Sonn am Summer am Wanter oder méi laang erfuerdert eng aner Approche. „Mat Formiatbrennstoff“, sot de Lee, sidd Dir net méi op saisonal Späicherung limitéiert. „Et kéint generatiounsiwwergräifend sinn.“
Et blénkt vläicht net wéi Gold, awer „Ech kann menge Jongen an Duechteren 200 Tonnen… Format hannerloossen“, sot de Lee, „als Ierfschaft.“
Alkalesch: En Adjektiv, deen eng chemesch Substanz beschreift, déi Hydroxidionen (OH-) a Léisung bildt. Dës Léisunge ginn och alkalesch genannt (am Géigesaz zu sauer) an hunn e pH-Wäert vu méi wéi 7.
Aquifer: Eng Fielsformatioun, déi ënnerierdesch Waasserreservoiren hale kann. Den Ausdrock bezitt sech och op ënnerierdesch Basengen.
Basalt: E schwaarzt vulkanescht Gestengs, dat normalerweis ganz dicht ass (ausser wann e Vulkanausbroch grouss Gasplacke hannerlooss huet).
Bindung: (an der Chimie) eng semi-permanent Verbindung tëscht Atomer (oder Gruppe vun Atomer) an engem Molekül. Si gëtt duerch Attraktiounskräfte tëscht den deelhuelenden Atomer geformt. Soubal Bindunge geformt sinn, funktionéieren d'Atomer als Eenheet. Fir d'Atomer aus deenen se zesummegesat sinn, muss Energie a Form vun Hëtzt oder aner Stralung un d'Moleküle geliwwert ginn.
Kuelestoff: E chemescht Element, dat déi physikalesch Basis vun allem Liewen op der Äerd ass. Kuelestoff existéiert fräi a Form vu Graphit an Diamant. Et ass eng wichteg Komponent vu Kuel, Kalleksteen a Pëtrol a kann sech chemesch selwer associéieren, fir eng breet Palette vu Molekülle mat chemeschen, biologeschen a kommerziellen Wäert ze bilden. (An der Klimafuerschung) De Begrëff Kuelestoff gëtt heiansdo bal austauschbar mat Kuelendioxid benotzt, fir sech op de potenziellen Impakt ze bezéien, deen eng Handlung, e Produkt, eng Politik oder e Prozess op d'laangfristeg Erwiermung vun der Atmosphär kann hunn.
Kuelendioxid: (oder CO2) ass e faarflos, geruchslos Gas, dat vun all Déieren produzéiert gëtt, wann de Sauerstoff, deen se ootmen, mat dem kuelestoffräiche Liewensmëttel reagéiert, dat se iessen. Kuelendioxid gëtt och fräigesat, wann organesch Matière, dorënner fossil Brennstoffer wéi Ueleg oder Äerdgas, verbrannt gëtt. Kuelendioxid ass e Treibhausgas, dat Hëtzt an der Äerdatmosphär festhält. Planzen wandelen Kuelendioxid duerch Fotosynthese a Sauerstoff ëm a benotzen dëse Prozess fir hiert eegent Iessen ze produzéieren.
Zement: E Bindemittel, dat benotzt gëtt fir zwee Materialien zesummenzehalen, wouduerch et zu engem Feststoff härt, oder en décke Klebstoff, deen benotzt gëtt fir zwee Materialien zesummenzehalen. (Bau) E fein gemuelent Material, dat benotzt gëtt fir Sand oder zerquetscht Gestengs zesummenzebannen, fir Beton ze bilden. Zement gëtt normalerweis als Pulver hiergestallt. Awer wann e naass gëtt, gëtt en zu engem dreckegen Opschlamm, deen, wann en dréchent, härt.
Chemesch: Eng Substanz, déi aus zwee oder méi Atomer zesummegesat ass, déi an engem fixe Verhältnis a Struktur verbonne sinn. Zum Beispill ass Waasser eng chemesch Substanz, déi aus zwee Waasserstoffatome besteet, déi un een Sauerstoffatom gebonne sinn. Seng chemesch Formel ass H2O. "Chemesch" kann och als Adjektiv benotzt ginn, fir d'Eegeschafte vun enger Substanz ze beschreiwen, déi aus verschiddene Reaktiounen tëscht verschiddene Verbindungen resultéieren.
Chemesch Bindung: Eng Attraktiounskraaft tëscht Atomer, déi staark genuch ass, fir datt déi gebonnen Elementer als Eenheet funktionéieren. E puer Attraktiounen si schwaach, anerer si staark. All Bindunge schéngen Atomer ze verbannen, andeems se Elektronen deelen (oder probéieren ze deelen).
Chemesch Reaktioun: E Prozess, deen eng Ëmorganiséierung vun de Molekülen oder Strukturen vun enger Substanz anstatt eng Ännerung vun der physikalescher Form (z.B. vu Feststoff zu Gas) ëmfaasst.
Chimie: de Branche vun der Wëssenschaft, deen d'Zesummesetzung, d'Struktur, d'Eegeschafte an d'Interaktioune vu Substanzen ënnersicht. Wëssenschaftler benotzen dëst Wëssen, fir onbekannt Substanzen ze studéieren, nëtzlech Substanzen a grousse Quantitéiten ze reproduzéieren oder nei nëtzlech Substanzen ze designen an ze kreéieren. (vu chemesche Verbindungen) Chimie bezitt sech och op d'Formel vun enger Verbindung, d'Method, mat där se hiergestallt gëtt, oder e puer vun hiren Eegeschaften. Leit, déi an dësem Beräich schaffen, gi Chemiker genannt. (an de Sozialwëssenschaften) d'Fäegkeet vu Leit, zesummenzeschaffen, sech auszekommen a sech géigesäiteg ze amüséieren.
Klimawandel: Eng bedeitend, laangfristeg Ännerung vum Äerdklima. Dës kann natierlech oder als Resultat vu mënschlechen Aktivitéiten optrieden, dorënner d'Verbrenne vu fossile Brennstoffer an d'Ofholzung vu Bëscher.
Dekarboniséierung: bezitt sech op den bewossten Iwwergank vun verschmotzenden Technologien, Aktivitéiten an Energiequellen, déi Kuelestoffbaséiert Treibhausgase wéi Kuelendioxid a Methan an d'Atmosphär ausstoen. D'Zil ass et, d'Quantitéit u Kuelestoffgase ze reduzéieren, déi zum Klimawandel bäidroen.
Elektrizitéit: De Floss vun elektrescher Ladung, deen normalerweis aus der Bewegung vun negativ geluedenen Partikelen, déi Elektronen genannt ginn, resultéiert.
Elektron: en negativ geluedent Partikel, dat normalerweis ëm den äusseren Deel vun engem Atom kreest; et ass och den Droger vun Elektrizitéit a Feststoffer.
Ingenieur: Een deen Wëssenschaft a Mathematik benotzt fir Problemer ze léisen. Wann et als Verb benotzt gëtt, bezitt sech d'Wuert Ingenieur op d'Entwécklung vun engem Apparat, Material oder Prozess fir e Problem oder en net erfëllte Besoin ze léisen.
Ethanol: En Alkohol, och Ethylalkohol genannt, deen d'Basis fir alkoholesch Gedrénks wéi Béier, Wäin a Spirituosen ass. E gëtt och als Léisungsmëttel a Brennstoff benotzt (zum Beispill dacks mat Benzin gemëscht).
Filter: (n.) Eppes, wat verschidde Materialien an anerer duerchloosst, ofhängeg vun hirer Gréisst oder aner Charakteristiken. (v.) De Prozess fir verschidde Substanzen op Basis vun Eegeschafte wéi Gréisst, Dicht, Ladung, etc. auszewielen. (an der Physik) E Schirm, eng Plack oder eng Schicht vun enger Substanz, déi Liicht oder aner Stralung absorbéiert oder selektiv verhënnert, datt e puer vun hire Komponenten duerchlafen.
Format: En allgemenge Begrëff fir Salzer oder Ester vun Amberesäure, enger oxidéierter Form vun enger Fettsäure. (En Ester ass eng Verbindung op Kuelestoffbasis, déi duerch d'Ersetzung vun de Waasserstoffatome vu bestëmmte Säure mat bestëmmten Aarte vun organesche Gruppen entsteet. Vill Fetter an ätherescht Ueleger sinn natierlech Ester vu Fettsäuren.)
Fossile Brennstoff: All Brennstoff, wéi Kuel, Pëtrol (Réiueleg) oder Äerdgas, deen iwwer Millioune vu Joer an der Äerd aus den zerfallenden Iwwerreschter vu Bakterien, Planzen oder Déieren entstanen ass.
Brennstoff: All Substanz, déi Energie duerch eng kontrolléiert chemesch oder nuklear Reaktioun fräisetzt. Fossile Brennstoffer (Kuel, Äerdgas an Ueleg) si üblech Brennstoffer, déi Energie duerch chemesch Reaktiounen fräisetzen, wa se erhëtzt ginn (normalerweis bis zum Verbrennungspunkt).
Brennstoffzell: En Apparat, deen chemesch Energie an elektresch Energie ëmwandelt. Dee meescht verbreeten Brennstoff ass Waasserstoff, deem säin eenzegt Nieweprodukt Waasserdamp ass.
Geologie: En Adjektiv, dat alles beschreift, wat mat der physikalescher Struktur vun der Äerd, hire Materialien, hirer Geschicht an de Prozesser ze dinn huet, déi drop stattfannen. Leit, déi an dësem Beräich schaffen, gi Geologe genannt.
Global Erwiermung: Eng graduell Erhéijung vun der Gesamttemperatur vun der Äerdatmosphär wéinst dem Treibhauseffekt. Den Effekt gëtt duerch d'Erhéijung vun de Konzentratioune vu Kuelendioxid, Chlorfluorkuelestoffer an aner Gaser an der Loft verursaacht, vun deenen der vill duerch mënschlech Aktivitéite ausgestraalt ginn.
Waasserstoff: Dat liichtst Element am Universum. Als Gas ass et faarflos, geruchslos an extrem brennbar. Et ass e Bestanddeel vu ville Brennstoffer, Fetter an de Chemikalien, aus deenen liewegt Gewief besteet. Et besteet aus engem Proton (dem Kär) an engem Elektron, deen ëm hien kreest.
Innovatioun: (v. innovativ sinn; adj. innovativ sinn) Eng Upassung oder Verbesserung vun enger existéierender Iddi, engem Prozess oder engem Produkt, fir et méi nei, méi intelligent, méi effizient oder méi nëtzlech ze maachen.
Laug: Den allgemenge Numm fir Natriumhydroxid (NaOH) Léisung. Laug gëtt dacks mat pflanzlechen Ueleger oder Déierefetter an aner Zutaten gemëscht fir Seef ze maachen.
Materialwëssenschaftler: E Fuerscher, deen d'Bezéiung tëscht der atomarer a molekularer Struktur vun engem Material a senge Gesamteigenschaften ënnersicht. Materialwëssenschaftler kënnen nei Materialien entwéckelen oder existent analyséieren. D'Analyse vun de Gesamteigenschaften vun engem Material, wéi Dicht, Festigkeit a Schmelzpunkt, kann Ingenieuren an anere Fuerscher hëllefen, déi bescht Materialien fir nei Uwendungen ze wielen.
Molekül: Eng Grupp vun elektresch neutralen Atomer, déi déi klengst méiglech Quantitéit vun enger chemescher Verbindung duerstellt. Moleküle kënnen aus enger Aart Atom oder verschiddenen Aarte vun Atomer zesummegesat sinn. Zum Beispill besteet de Sauerstoff an der Loft aus zwee Sauerstoffatome (O2), a Waasser aus zwee Waasserstoffatome an engem Sauerstoffatom (H2O).
Schadstoff: Eng Substanz, déi eppes kontaminéiert, wéi Loft, Waasser, Mënschen oder Liewensmëttel. E puer Schadstoffer si Chemikalien, wéi Pestiziden. Aner Schadstoffer kënne Stralung sinn, dorënner exzessiv Hëtzt oder Liicht. Och Onkraut an aner invasiv Aarte kënnen als eng Form vu Biofouling ugesi ginn.
Potent: En Adjektiv, dat sech op eppes bezitt, wat ganz staark oder mächteg ass (wéi zum Beispill e Keim, Gëft, Medizin oder Säure).
Erneierbar: En Adjektiv, deen sech op eng Ressource bezitt, déi onendlech ersat ka ginn (wéi Waasser, gréng Planzen, Sonneliicht a Wand). Dëst steet am Géigesaz zu net erneierbaren Ressourcen, déi e limitéierten Ugebot hunn a effektiv opgebraucht kënne ginn. Net erneierbar Ressourcen enthalen Ueleg (an aner fossil Brennstoffer) oder relativ rar Elementer a Mineralstoffer.