211service.com
Onderzoeker demonstreert hoe je koolstof uit de lucht kunt zuigen en er dingen van kunt maken
Een nieuwe methode om koolstofdioxide rechtstreeks uit de lucht te halen en om te zetten in zuurstof en koolstofvezels op nanoschaal zou kunnen leiden tot een goedkope manier om een waardevol bouwmateriaal te maken - en kan zelfs dienen als wapen tegen klimaatverandering.
De vezels in deze microscoopopname zijn gemaakt van koolstof, geproduceerd via een nieuwe methode die ook koolstofdioxide uit de lucht haalt.
Koolstofvezels worden steeds vaker gebruikt als structureel materiaal in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en andere industrieën, die de sterkte en het lichte gewicht waarderen. De nuttige eigenschappen van koolstofvezels, die ook elektrische geleidbaarheid omvatten, worden op nanoschaal verbeterd, zegt Stuart licht , een professor in de chemie aan de George Washington University. Het probleem is dat het erg duur is om koolstofvezels te maken, veel minder nanovezels. Licht zegt dat van zijn groep nieuw gedemonstreerd technologie, die zowel de koolstofdioxide uit de lucht opvangt als een elektrochemisch proces gebruikt om het om te zetten in koolstof-nanovezels en zuurstof, is efficiënter en potentieel een stuk goedkoper dan bestaande methoden.
Maar het is meer dan alleen een eenvoudigere, goedkopere manier om een hoogwaardig product te maken. Het is ook een middel om koolstofdioxide op een nuttige, stabiele en compacte manier op te slaan en vast te leggen, zegt Licht. Hij wijst erop dat als het proces wordt aangedreven door hernieuwbare energie, het resultaat een netto verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer is. In een recente demonstratie gebruikte zijn groep een uniek geconcentreerd zonne-energiesysteem , die gebruik maakt van zowel infrarood zonlicht als zichtbaar licht om de grote hoeveelheid warmte te genereren die nodig is om de gewenste reactie uit te voeren.
Het proces vereist gesmolten lithiumcarbonaat, met daarin opgelost een andere verbinding, lithiumoxide. Het lithiumoxide combineert met koolstofdioxide in de lucht, waardoor meer lithiumcarbonaat wordt gevormd. Wanneer er spanning wordt aangelegd over twee elektroden die in het gesmolten carbonaat zijn ondergedompeld, produceert de resulterende reactie zuurstof, koolstof (die zich op een van de elektroden afzet) en lithiumoxide, dat kan worden gebruikt om meer koolstofdioxide op te vangen en het proces opnieuw te starten.
De onderzoekers toonden het vermogen aan om verschillende vormen en diameters van nanovezels te maken door specifieke groeiomstandigheden aan te passen, zoals de hoeveelheid stroom die op specifieke tijdstippen wordt aangelegd en de samenstelling van de verschillende ingrediënten die in het proces worden gebruikt. Ze toonden ook aan dat ze zeer uniforme vezels konden maken. Licht zegt dat de mechanismen die ten grondslag liggen aan de vorming van de vezels nog steeds beter moeten worden begrepen, en hij is ervan overtuigd dat de groep meer controle kan blijven krijgen over de aard van de vezels die het maakt.
Wat betreft het emissiereductiepotentieel van de technologie zijn de onderzoekers optimistisch. Ze berekenen dat, gegeven een gebied dat minder dan 10 procent van de Sahara-woestijn is, de methode voldoende koolstofdioxide zou kunnen verwijderen om de mondiale atmosferische niveaus binnen 10 jaar terug te brengen naar pre-industriële niveaus, zelfs als we het broeikasgas in een hoog tempo blijven uitstoten. tijdens die periode.
Hiervoor zou natuurlijk een enorme toename van de vraag naar koolstof-nanovezels nodig zijn. Licht gelooft dat de eigenschappen van het materiaal, vooral het feit dat het zo licht en ook erg sterk is, tot meer en meer gebruik zullen leiden naarmate de kosten dalen, en hij denkt dat zijn nieuwe proces daarbij kan helpen. Stel je voor dat koolstofvezelcomposieten uiteindelijk staal, aluminium en zelfs beton als bouwmateriaal vervangen, zegt hij. Op dat moment kan er voldoende gebruik van zijn dat het daadwerkelijk fungeert als een belangrijke opslagplaats van koolstof.