Các nhà khoa học Hà Lan đã nghĩ ra một cách sử dụng mới cho tất cả lượng khí carbon dioxide đổ ra từ các ống khói của các nhà máy điện đốt nhiên liệu hóa thạch: thu hoạch nó để có thêm điện.

Họ có thể, họ lập luận, bơm carbon dioxide qua nước hoặc các chất lỏng khác và tạo ra một dòng điện tử và do đó nhiều điện hơn. Các trạm phát điện phát hành 12 tỷ tấn carbon dioxide mỗi năm khi họ đốt than, dầu hoặc khí tự nhiên; nhà máy sưởi ấm gia đình và thương mại phát hành thêm một tỷ tỷ tấn.

Điều này là đủ, họ lập luận, để tạo ra 1,750 terawatt giờ điện bổ sung hàng năm: khoảng 400 lần sản lượng của đập Hoover ở Mỹ, và tất cả mà không cần thêm một chút khí carbon dioxide vào khí quyển. Vì vậy, khí thải từ một chu kỳ sản xuất điện có thể được sử dụng ngay lập tức để cung cấp một luồng điện khác cho lưới điện.

Họ đưa ra tuyên bố trong một tạp chí có tên Thư Khoa học và Công nghệ Môi trường, được xuất bản bởi Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, và tuyên bố này dựa trên một kỹ thuật của 200 do Sir Humphry Davy và Michael Faraday tiên phong: điện phân.

Thu hoạch năng lượng từ chất thải

Đằng sau lý luận là một đề xuất đơn giản, rằng mọi sự kiện hóa học đều liên quan đến một số trao đổi năng lượng. Trong một giải pháp, sự chuyển động năng lượng này liên quan đến các electron và các ion di chuyển đến các điện cực cation hoặc anion. Trong một hỗn hợp của hai giải pháp khác nhau, hỗn hợp cuối cùng có hàm lượng năng lượng thấp hơn tổng của hai giải pháp ban đầu: vì năng lượng không thể được tạo ra hoặc phá hủy, do đó phải có một số năng lượng có sẵn để khai thác.

Bert Hamelers of Wetsus, một trung tâm xuất sắc về nước ở Hà Lan và các đồng nghiệp từ Đại học Wageningen báo cáo rằng họ đã sử dụng các điện cực xốp và xả carbon dioxide vào nước để có dòng chảy: khí phản ứng với nước để tạo ra axit carbonic. trong chất điện phân trở thành các ion hydro dương và các ion âm của bicarbonate HCO3. Khi độ pH của dung dịch càng cao, bicarbonate trở thành cacbonat đơn giản và áp suất CO2 càng cao thì sự gia tăng các ion trong dung dịch càng lớn.

Trong thí nghiệm của họ, họ phát hiện ra rằng khi họ xả chất điện phân nước của chúng bằng không khí và xen kẽ với CO2, giữa các điện cực xốp của chúng, một nguồn cung cấp điện bắt đầu tích tụ. Vì không khí phát ra từ ống khói của các nhà máy điện đốt nhiên liệu hóa thạch chứa bất cứ thứ gì lên tới 20% CO2, ngay cả lượng khí thải cũng thể hiện tiềm năng cho nhiều năng lượng hơn.

Họ thấy rằng họ có thể nhận được nhiều năng lượng hơn nếu thay vì dung dịch nước, họ đã sử dụng chất điện phân monoethanolamine. Trong các thí nghiệm, điều này mang lại mật độ năng lượng là 4.5 mW một mét vuông.

Điều trớ trêu là năng lượng điện này đã có sẵn ở đầu ống khói của nhà máy điện, bởi vì khi phát hành một giải pháp khí đốt nhà kính trong không khí ngay lập tức trộn lẫn với một giải pháp cường độ khác nhau trong không khí.

Tất nhiên không ai có cách thu hoạch năng lượng này trực tiếp, nhưng một thí nghiệm lỗi thời với các điện cực trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng một lượng lớn năng lượng tiềm năng đang bị mất mỗi ngày, theo những cách không ngờ tới.

Pin graphene

Nó đòi hỏi đầu tư lớn - và rất nhiều kỹ năng khéo léo - để biến khí thải nhà kính thành nhiều điện hơn, nhưng nghiên cứu như vậy là một lời nhắc nhở rằng các nhà khoa học ở khắp mọi nơi đang tìm kiếm những cách mới thông minh để cung cấp năng lượng cho hành tinh.

Dan Li, một kỹ sư vật liệu tại Đại học Monash ở Úc, báo cáo trên tạp chí Science rằng ông và nhóm của mình đã phát triển một siêu tụ điện dựa trên graphene nhỏ gọn và có thể sạc lại nhanh chóng, nhưng có thể tồn tại lâu như một loại axit chì thông thường ắc quy.

Điều đó có nghĩa là nó có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng tái tạo, năng lượng điện tử cầm tay hoặc lái xe điện. Graphene là một vật liệu kỳ diệu mới, một biến thể của than chì hoặc carbon được tổ chức thành các lớp chỉ dày một nguyên tử. Li gần như đang ở giai đoạn chuyển từ phòng thí nghiệm sang phát triển thương mại, Li nói.

Sức mạnh từ ánh sáng mặt trời và nước

Và trong cùng một tạp chí, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Colorado tại Boulder ở Mỹ báo cáo rằng họ có một kỹ thuật tập trung ánh sáng mặt trời và sử dụng nó để tách nước thành các thành phần của hydro và oxy: hai loại này kết hợp cung cấp năng lượng cho hydro pin nhiên liệu đã bắt đầu cung cấp năng lượng cho giao thông công cộng ở nhiều thành phố.

Kỹ thuật Boulder sử dụng một loạt các gương cao chót vót tập trung vào một điểm duy nhất để đốt nóng lò phản ứng oxit kim loại đến 1,350 ° C và thiết lập một chuỗi các sự kiện quy mô nguyên tử lấy các nguyên tử oxy từ hơi nước, giải phóng các phân tử hydro.

Alan chia tách nước với ánh sáng mặt trời là Chén Thánh của nền kinh tế hydro bền vững, Alan Weimer, lãnh đạo nhóm nghiên cứu Boulder nói. Nhưng giới thiệu thương mại có thể là năm. Với giá khí đốt tự nhiên quá thấp, không có động lực để đốt cháy năng lượng sạch.