世界中で、人々は二酸化炭素(CO2)の排出についてますます懸念を抱いています。確かに、気候変動の懐疑論者は、気候変動が単なる自然の地球規模のサイクルであることを示唆する合理的な仮説を提起します-そして私たち人間はただ乗り越えなければならないでしょう。しかし、人間が気候変動に貢献しているという考えは、ますます受け入れられるようになっています。これに応えて、科学者たちは人間の温室効果ガス(GHG)排出量を削減する方法を考えています。
1つの方法は、化石燃料のように副産物として二酸化炭素を生成しない燃料を作成することです。トウモロコシやスイッチグラスから作られたセルロース系エタノールのようなバイオ燃料は、エネルギーのために燃やされたときにまだCO2を排出しますが、はるかに少ない量で、85パーセントも少なくなります[出典:Wang]。車に電力を供給するために水素を燃焼させると、二酸化炭素は発生しません。唯一の副産物は水です。また、風力や太陽光発電などの再生可能資源から生成された電力は、排出物をまったく生成しません。
これらの技術の問題は、それらがまだ開発中であるということです。研究者は、コストや正味エネルギー比率などの障害に直面しています。 -エネルギーの入力とエネルギーの出力-代替燃料源よりも石油を魅力的にします。私たちの世界は石油によって動かされているので、これは重要です。旅行を可能にする飛行機から、食料を運ぶトラックや私たちの電力を生み出す発電所まで、石油は世界経済を支配しています。
かなり良い質問です。石油に依存しているが二酸化炭素の排出が心配な場合は、排出するCO2を回収してみませんか?
実際、研究者たちは現在これを調査しています。ジョージア工科大学(Georgia Tech)のChris Jones教授と彼のチームは、ハイパーブランチアミノシリカと呼ばれる資料を考案しました。 (HAS)二酸化炭素排出量を収集して保存します。
それで、私たちはすぐにHASで作られた車のテールパイプを見つけるでしょう、そしてとにかくこの材料は正確には何ですか?次のページで調べてください。
それで、私たちの車のテールパイプは、近い将来、ハイパーブランチアミノシリカ(HAS)と呼ばれるもので作られるのでしょうか?クリス・ジョーンズ博士はそうは思わないと言います。それらすべてのテールパイプから捕獲された炭素を貯蔵することは、費用がかかりすぎるでしょう。代わりに、ジョージア工科大学(Georgia Tech)のジョーンズと彼のチームは、さらに大きな二酸化炭素排出源である発電所に焦点を当てています。
電気はクリーンエネルギーと考えることができます。しかし、電気がどこから来るのか考えたことはありますか?それはエネルギーキャリアであるため、電気は別のソースからエネルギーを取得します。米国では、そのエネルギーの大部分(50パーセント)は石炭から来ています[出典:ピュー]。世界中の発電所は、エネルギー生産に十分な化石燃料を使用して、世界のCO2排出量の26%を占めています。輸送(飛行機、電車、自動車を含む)は世界全体で13%を占めています[出典:IPCC]。
ジョーンズは煙突を掃除することに照準を合わせています。 HASはCO2を吸着することで役立ちます。ジョージア工科大学の研究者は、共有結合を使用しました (2つの分子を電子を結合して結合する)アミンを結合する -窒素ベースの有機化合物-シリカ (quartz)[出典:GeorgiaTech]。結果はアミノシリカです 、白い砂のように見える粉末状の物質。物質の中で、木に似た多くの枝が結合から生まれます、それ故に名前はハイパーブランチです。支部の先端には、CO2を捕捉するアミノ部位があります。
HASを砂と組み合わせると、化学者は、煙道ガス(煙突で見つかった排出物)が通過したときに、得られた化合物が二酸化炭素をトラップできることを発見しました。
HAS化合物は、CO2を捕捉するだけでなく、CO2にぶら下がっています。二酸化炭素を放出するには、材料を加熱する必要があります。放出されたCO2は、炭素隔離と呼ばれるプロセスで捕捉および保存(ガスまたは液体の形で)できます。 。これは実際には思ったよりもエキサイティングです。 CO2排出量を削減するだけでなく、回収したCO2をバイオ燃料ストックに再利用することも可能になります。ある会社は、バイオ燃料として使用するためにルイジアナで藻類を栽培しています。藻類には回収されたCO2が供給されます[出典:EcoGeek]。
ハイパーブランチアミノシリカには、他の炭素隔離方法に比べていくつかの利点があります。一つには、それはリサイクル可能です。 HASは何度も使用できます。ジョージア工科大学の研究者は、1つのバッチを12回テストし、吸着の顕著な減少がないことを発見しました[出典:ジョージア工科大学]。また、煙道ガスには水蒸気が含まれているため、水分の影響を受けません。また、必要なエネルギー入力も少なくなっています。必要なエネルギーは、CO2を放出する熱の発生だけです。
しかし、プロジェクトが直面するいくつかの課題があります。 1つは、二酸化炭素を分岐に結合するCO2 /アミン反応が熱を発生させることです。研究者たちは、アミノシリカが低温でCO2を最もよく捕捉することを発見しました。そのため、CO2が結合するように、すばやく生成される熱を取り除く方法を理解する必要があります。もう1つの問題は、化合物をどのように塗布するかです。煙突に詰めることはできますか?煙突の開口部を覆う取り外し可能なディスクに材料を製造できますか?
HASはテールパイプで見つかることはないかもしれませんが、ジョージア工科大学の研究者がエネルギー生産だけで二酸化炭素排出量を削減できれば、温室効果ガスの問題を解決する新しい方法が1つ提供されます。
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