Монда күрсәтелгән кебек цемент заводлары климатны җылытучы углекислый газның төп чыганагы булып тора. Ләкин бу пычраткыч матдәләрнең кайберләрен яңа төр ягулыкка әйләндерергә мөмкин. Бу тозны дистә еллар яки аннан да озаграк вакытка куркынычсыз сакларга мөмкин.
Бу - климат үзгәрешен әкренәйтә, аның йогынтысын киметә яки җәмгыятьләргә тиз үзгәрә торган дөньяда көндәшлек итәргә ярдәм итә торган яңа технологияләр һәм гамәлләргә багышланган сериядәге тагын бер хикәя.
Җир атмосферасын җылытучы углекислый газ (CO2), киң таралган парник газын, чыгару белән шөгыльләнүче эшчәнлекләр. Һавадан CO2 чыгару һәм аны саклау идеясе яңалык түгел. Ләкин моны эшләү авыр, бигрәк тә кешеләр аны сатып ала алганда. Яңа система CO2 пычрану проблемасын бераз башкача хәл итә. Ул климатны җылытучы газны химик яктан ягулыкка әйләндерә.
15 ноябрьдә Кембридждагы Массачусетс технология институты (MIT) тикшеренүчеләре үзләренең новатор нәтиҗәләрен Cell Reports Physical Science журналында бастырып чыгардылар.
Аларның яңа системасы ике өлешкә бүленгән. Беренче өлеш һавадан углекислый газны формат дип аталган молекулага әйләндерүне һәм ягулык җитештерүне үз эченә ала. Углекислый газ кебек үк, формат бер углерод атомын һәм ике кислород атомын, шулай ук ​​бер водород атомын үз эченә ала. Формат шулай ук ​​башка берничә элементны да үз эченә ала. Яңа тикшеренүдә натрий яки калийдан алынган формат тозы кулланылган.
Күпчелек ягулык элементлары водород белән эшли, бу янучан газ, аны ташу өчен торбаүткәргечләр һәм басымлы баклар кирәк. Шулай да, ягулык элементлары формада да эшли ала. Яңа системаны эшләүне җитәкләгән материаллар галиме Ли Джу сүзләренчә, форманың энергия күләме водород белән чагыштырырлык. Ли Джу билгеләп үткәнчә, форманың водородка караганда кайбер өстенлекләре бар. Ул куркынычсызрак һәм югары басымлы саклауны таләп итми.
MIT тикшеренүчеләре углекислый газдан форманы сынау өчен ягулык элементы ясадылар. Башта алар тозны су белән катнаштырдылар. Аннары катнашма ягулык элементына кертелде. Ягулык элементы эчендә форма химик реакциядә электроннар чыгарды. Бу электроннар ягулык элементының тискәре электродыннан уңай электродка агып, электр чылбырын тәмамладылар. Бу агымлы электроннар - электр тогы - эксперимент вакытында 200 сәгать дәвамында булган.
MITта Ли белән бергә эшләүче материаллар галиме Чжэн Чжан, аның командасының яңа технологияне ун ел эчендә масштаблаштыра алуына өметләнә.
MIT тикшеренү төркеме углекислый газны ягулык җитештерү өчен төп ингредиентка әйләндерү өчен химик ысул кулланды. Башта алар аны югары селтеле эремәгә дучар иттеләр. Алар натрий гидроксидын (NaOH) сайладылар, ул гадәттә селте дип атала. Бу натрий бикарбонатын (NaHCO3), ягъни аш содасын барлыкка китерә торган химик реакцияне башлап җибәрә.
Аннары алар электрны кабыздылар. Электр тогы яңа химик реакцияне башлап җибәрде, ул аш содасы молекуласындагы һәр кислород атомын бүлде, нәтиҗәдә натрий формати (NaCHO2) калды. Аларның системасы CO2 составындагы барлык углеродны диярлек - 96 проценттан артыгын - шушы тозга әйләндерде.
Кислородны чыгару өчен кирәкле энергия формның химик бәйләнешләрендә саклана. Профессор Ли билгеләп үткәнчә, форм бу энергияне потенциаль энергиясен югалтмыйча дистә еллар дәвамында саклый ала. Аннары ул ягулык элементы аша үткәндә электр энергиясе җитештерә. Әгәр форм җитештерү өчен кулланылган электр энергиясе кояш, җил яки гидроэнергиядән килсә, ягулык элементы тарафыннан җитештерелгән электр энергиясе чиста энергия чыганагы булачак.
Яңа технологияне масштаблау өчен, Ли болай диде: "Безгә селтенең бай геологик ресурсларын табарга кирәк". Ул селте базальт (AL-kuh-lye buh-SALT) дип аталган тау токымнары төрен өйрәнде. Су белән кушылгач, бу тау токымнары селтегә әйләнә.
Фарзан Каземифар - Калифорниядәге Сан-Хосе дәүләт университеты инженеры. Аның тикшеренүләре җир асты тоз формацияләрендә углекислый газны саклауга юнәлтелгән. Ул әйтүенчә, һавадан углекислый газны чыгару һәрвакыт авыр һәм шуңа күрә кыйммәт булган. Шуңа күрә CO2ны формат кебек кулланылышлы продуктларга әйләндерү отышлы. Продукциянең бәясе җитештерү бәясен капларга мөмкин.
Һавадан углекислый газны тоту буенча күп тикшеренүләр үткәрелде. Мәсәлән, Лихай университеты галимнәре төркеме күптән түгел һавадан углекислый газны фильтрлау һәм аны аш содасына әйләндерүнең тагын бер ысулын тасвирлады. Башка тикшеренү төркемнәре CO2ны махсус ташларда саклыйлар, аны каты углеродка әйләндерәләр, аннары аны этанол, спирт ягулыгына эшкәртергә мөмкин. Бу проектларның күбесе кечкенә масштаблы һәм һавадагы югары дәрәҗәдәге углекислый газны киметүгә әле зур йогынты ясамадылар.
Бу рәсемдә углекислый газ белән эшли торган йорт күрсәтелгән. Монда күрсәтелгән җайланма углекислый газны (кызыл һәм ак күбекләрдәге молекулалар) формат дип аталган тозга (зәңгәр, кызыл, ак һәм кара күбекләр) әйләндерә. Аннары бу тозны ягулык элементында электр энергиясе җитештерү өчен кулланырга мөмкин.
Каземифар әйтүенчә, безнең иң яхшы вариант - "башта парник газлары чыгаруны киметү". Моның бер ысулы - казылма ягулыкларны җил яки кояш кебек яңартыла торган энергия чыганаклары белән алыштыру. Бу галимнәрнең "декарбонизация" дип атаган күчеш процессының бер өлеше. Ләкин ул климат үзгәрешен туктату өчен күпкырлы караш кирәк булачагын өстәде. Бу яңа технология декарбонизацияләү авыр булган районнарда углеродны тоту өчен кирәк, диде ул. Ике мисал итеп корыч заводларын һәм цемент заводларын алыйк.
MIT командасы шулай ук ​​яңа технологияләрен кояш һәм җил энергиясе белән берләштерүдә файда күрә. Гадәти аккумуляторлар энергияне атналар буена саклау өчен эшләнгән. Җәйге кояш нурларын кышка яки аннан да озаграк саклау өчен башкача караш кирәк. "Форматик ягулык белән", диде Ли, сез инде сезонлы саклау белән генә чикләнмисез. "Бу буыннарча булырга мөмкин".
Ул алтын кебек ялтырамаска мөмкин, ләкин "Мин улларыма һәм кызларыма 200 тонна... форма калдыра алам", - диде Ли, "мирас итеп".
Селте: Эретмәдә гидроксид ионнары (OH-) барлыкка китерә торган химик матдәне тасвирлаучы сыйфат. Бу эретмәләр шулай ук ​​селте дип атала (әче эретмәләрдән аермалы буларак) һәм аларның pH дәрәҗәсе 7 дән югарырак.
Су катламы: Җир асты сусаклагычларын сыйдыра алырлык тау токымы. Бу термин шулай ук ​​җир асты бассейннарына да кагыла.
Базальт: Гадәттә бик тыгыз булган кара вулкан токымы (вулкан атылу нәтиҗәсендә анда зур газ урыннары калмаган очракта).
бәйләнеш: (химиядә) молекуладагы атомнар (яки атомнар төркемнәре) арасындагы ярым-даими бәйләнеш. Ул катнашучы атомнар арасындагы җәлеп итү көчләре белән барлыкка килә. Бәйләнешләр барлыкка килгәч, атомнар бербөтен булып эшли. Состав атомнарын аеру өчен, молекулаларга җылылык яки башка нурланыш рәвешендә энергия бирелергә тиеш.
Углерод: Җирдәге барлык тереклекнең физик нигезе булган химик элемент. Углерод графит һәм алмаз рәвешендә ирекле рәвештә яши. Ул күмер, известьташ һәм нефтьнең мөһим компоненты булып тора һәм химик яктан үз-үзенә кушылып, химик, биологик һәм коммерция кыйммәтенә ия төрле молекулалар барлыкка китерә ала. (Климат тикшеренүләрендә) Углерод термины кайвакыт углерод диоксиды белән диярлек алышынып кулланыла, бу гамәлнең, продуктның, сәясәтнең яки ​​процессның атмосфераның озак вакытлы җылынуына йогынтысын күрсәтә.
Углекислый газ: (яки CO2) - барлык хайваннар сулаган кислород ашаган углеродка бай ризык белән реакциягә кергәндә барлыкка килә торган төссез, иссез газ. Углекислый газ шулай ук ​​органик матдәләр, шул исәптән нефть яки табигый газ кебек казылма ягулыклар янганда да бүленеп чыга. Углекислый газ - Җир атмосферасында җылылыкны тотып калучы парник газы. Үсемлекләр фотосинтез аша углекислый газны кислородка әйләндерәләр һәм бу процессны үзләренең ризыкларын ясау өчен кулланалар.
Цемент: Ике материалны бергә тотып, каты матдәгә әйләндерү өчен кулланыла торган бәйләгеч матдә, яки ике материалны бергә тотып тору өчен кулланыла торган калын җилем. (Төзелеш) Ком яки вакланган ташны бергә бәйләп, бетон ясау өчен кулланыла торган вак итеп тартылган материал. Цемент гадәттә порошок рәвешендә ясала. Ләкин ул дымлангач, ул лайлалы сыеклыкка әйләнә, ул кипкәч катылана.
Химик: Ике яки аннан да күбрәк атомнардан торган, билгеле бер пропорциядә һәм структурада кушылган (бәйләнгән) матдә. Мәсәлән, су - бер кислород атомына бәйләнгән ике водород атомыннан торган химик матдә. Аның химик формуласы H2O. "Химик" сүзе шулай ук ​​төрле кушылмалар арасындагы төрле реакцияләр нәтиҗәсендә барлыкка килгән матдәнең үзенчәлекләрен тасвирлау өчен сыйфат буларак та кулланылырга мөмкин.
Химик бәйләнеш: Атомнар арасындагы тартылу көче, ул бәйләнгән элементларның бербөтен булып эшләвенә китерә. Кайбер тартылу көчсез, кайберләре көчле. Барлык бәйләнешләр дә атомнарны электроннарны уртаклашу (яки уртаклашырга тырышу) юлы белән тоташтыра кебек.
Химик реакция: Физик форма үзгәрү урынына (мәсәлән, каты матдәдән газ матдәсенә) матдәнең молекулалары яки структуралары яңадан урнашуын үз эченә алган процесс.
Химия: матдәләрнең составын, төзелешен, үзлекләрен һәм үзара бәйләнешен өйрәнүче фән тармагы. Галимнәр бу белемнәрне таныш булмаган матдәләрне өйрәнү, файдалы матдәләрне күп күләмдә күбәйтү яки яңа файдалы матдәләр эшләү һәм булдыру өчен кулланалар. (химик кушылмалар турында) Химия шулай ук ​​кушылманың формуласын, аны әзерләү ысулын яки аның кайбер үзлекләрен дә аңлата. Бу өлкәдә эшләүче кешеләрне химиклар дип атыйлар. (социаль фәннәрдә) кешеләрнең хезмәттәшлек итү, татулашу һәм бер-берсенең компаниясеннән ләззәт алу сәләте.
Климат үзгәреше: Җир климатында озак вакытлы мөһим үзгәреш. Бу табигый рәвештә яки кеше эшчәнлеге нәтиҗәсендә, шул исәптән казылма ягулык яндыру һәм урманнарны кисү нәтиҗәсендә барлыкка килергә мөмкин.
Декарбонизация: атмосферага углеродлы парник газлары, мәсәлән, углерод диоксиды һәм метан чыгара торган пычратучы технологияләрдән, эшчәнлекләрдән һәм энергия чыганакларыннан максатчан рәвештә баш тартуны аңлата. Максат - климат үзгәрешенә өлеш кертә торган углерод газлары күләмен киметү.
Электр тогы: Гадәттә электроннар дип аталган тискәре зарядлы кисәкчәләрнең хәрәкәте нәтиҗәсендә барлыкка килә торган электр заряды агымы.
Электрон: гадәттә атомның тышкы өлкәсе тирәли әйләнә торган тискәре зарядлы кисәкчә; ул шулай ук ​​каты җисемнәрдә электр энергиясен йөртүче дә.
Инженер: Фән һәм математиканы мәсьәләләрне чишү өчен кулланучы кеше. Инженер сүзе фигыль буларак кулланылганда, проблеманы яки канәгатьләндерелмәгән ихтыяҗны чишү өчен җайланма, материал яки процесс проектлауны аңлата.
Этанол: Сыра, шәраб һәм спиртлы эчемлекләр кебек алкогольле эчемлекләр өчен нигез булып торган спирт, аны этил спирты дип тә атыйлар. Ул шулай ук ​​эреткеч һәм ягулык буларак та кулланыла (мәсәлән, еш кына бензин белән кушылып).
Фильтр: (n.) Кайбер материалларның зурлыгына яки башка үзенчәлекләренә карап, аларның үткәрүенә, ә кайберләренең үткәрүенә мөмкинлек бирә торган әйбер. (v.) Зурлык, тыгызлык, заряд һ.б. кебек үзлекләргә нигезләнеп билгеле бер матдәләрне сайлау процессы (физикада) Яктылыкны яки башка нурланышны йота торган яки аның кайбер компонентларының үтүенә сайлап комачаулый торган экран, пластина яки матдә катламы.
Формат: Май кислотасының оксидлашкан формасы булган, формик кислотасының тозлары яки эфирлары өчен гомуми термин. (Эфир - билгеле бер кислоталарның водород атомнарын билгеле бер төр органик төркемнәр белән алыштыру нәтиҗәсендә барлыкка килгән углерод нигезендәге кушылма. Күп кенә майлар һәм эфир майлары май кислоталарының табигый эфирлары булып тора.)
Казылма ягулык: Җир эчендә миллионлаган еллар дәвамында бактерияләр, үсемлекләр яки хайваннарның черегән калдыкларыннан барлыкка килгән теләсә нинди ягулык, мәсәлән, күмер, нефть (чимал нефть) яки табигый газ.
Ягулык: Контрольдә тотылган химик яки атом реакциясе аша энергия бүлеп чыгара торган теләсә нинди матдә. Казылма ягулыклар (күмер, табигый газ һәм нефть) - җылытылганда (гадәттә яну ноктасына кадәр) химик реакцияләр аша энергия бүлеп чыгара торган киң таралган ягулык.
Ягулык элементы: Химик энергияне электр энергиясенә әйләндерә торган җайланма. Иң еш очрый торган ягулык - водород, аның бердәнбер өстәмә продукты - су пары.
Геология: Җирнең физик төзелеше, аның материаллары, тарихы һәм анда барган процесслар белән бәйле бар нәрсәне дә сурәтләүче сыйфат. Бу өлкәдә эшләүче кешеләрне геологлар дип атыйлар.
Глобаль җылыну: Парник эффекты аркасында Җир атмосферасының гомуми температурасының әкренләп артуы. Бу эффект һавадагы углекислый газ, хлорфторуглеродлар һәм башка газлар дәрәҗәсенең артуы белән бәйле, аларның күбесе кеше эшчәнлеге нәтиҗәсендә чыгарыла.
Водород: Галәмдәге иң җиңел элемент. Газ буларак, ул төссез, иссез һәм бик тиз янып китә. Ул күп кенә ягулыкларның, майларның һәм тере тукымаларны тәшкил итүче химик матдәләрнең бер өлеше. Ул протоннан (төштән) һәм аның тирәли әйләнгән электроннан тора.
Инновация: (v. яңалык кертү; сыйфат. яңалык кертү) Гамәлдәге идеяне, процессны яки продуктны яңарак, акыллырак, нәтиҗәлерәк яки файдалырак итү өчен аңа төзәтмә кертү яки яхшырту.
Сілт: Натрий гидроксиды (NaOH) эремәсенең гомуми исеме. Сілт еш кына үсемлек мае яки хайван майлары һәм башка ингредиентлар белән кушылып, сабын ясый.
Материал галиме: Материалның атом һәм молекуляр төзелеше һәм аның гомуми үзлекләре арасындагы бәйләнешне өйрәнүче тикшеренүче. Материал галимнәре яңа материаллар эшләп чыгара яки булганнарын анализлый ала. Материалның гомуми үзлекләрен, мәсәлән, тыгызлык, ныклык һәм эрү температурасын анализлау инженерларга һәм башка тикшеренүчеләргә яңа кушымталар өчен иң яхшы материалларны сайларга ярдәм итә ала.
Молекула: Химик кушылманың мөмкин кадәр аз күләмен чагылдырган электр нейтраль атомнар төркеме. Молекулалар бер төр атомнан яки төрле төр атомнардан торырга мөмкин. Мәсәлән, һавадагы кислород ике кислород атомыннан (O2), ә су ике водород атомыннан һәм бер кислород атомыннан (H2O) тора.
Пычратучы матдә: Һава, су, кешеләр яки ризык кебек нәрсәләрне пычратучы матдә. Кайбер пычраткычлар химик матдәләр, мәсәлән, пестицидлар. Башка пычраткычлар радиация, шул исәптән артык җылылык яки яктылык булырга мөмкин. Хәтта чүп үләннәре һәм башка инвазив төрләр дә биологик пычрануның бер төре дип саналырга мөмкин.
Көчле: Бик көчле яки көчле әйбергә (мәсәлән, микроб, агу, дару яки кислота) карый торган сыйфат.
Яңартыла торган: чиксез вакытка алыштырыла торган ресурска (мәсәлән, су, яшел үсемлекләр, кояш нуры һәм җил) кагылышлы сыйфат. Бу чикләнгән запаска ия ​​һәм нәтиҗәле рәвештә бетә торган яңартылмый торган ресурслар белән капма-каршы тора. Яңартылмый торган ресурсларга нефть (һәм башка казылма ягулыклар) яки чагыштырмача сирәк элементлар һәм минераллар керә.