Cementfebrieke wie dee hei weert getoent, zien ‘n belangrieke bron vaan klimaatverwermende koolstofdioxide. Maar sommige vaan dees verontreinigende stoffe kinne weure umgezat in ‘n nuuj soort brandstof. Dit zout kin veilig tientalle jaore of langer weure bewaard.
Dit is nog ‘n verhaol in ‘n reeks euver nuie technologieje en acties die klimaatverandering kinne vertraoge, de gevolge devaan kinne vermindere of gemeinsjappe kinne helpe um ‘n snel veranderende wereld te hantere.
Activiteite die koolstofdioxide (CO2) loslaote, ‘n algemein broeikasgaas, drage bij aan ‘t verwerme vaan de atmosfeer vaan de aorde. ‘t Idee vaan ‘t extrahere vaan CO2 oet de loch en ‘t opslaon is neet nui. Maar ut is lesteg um te doon, veural es lui ut kinne betaole. ‘n Nuuj systeem los ‘t probleem vaan CO2-vervojling op ‘n get aandere meneer op. ‘t Zet ‘t klimaatverwermende gaas chemisch um in brandstof.
Op 15 november publiceerde oonderzeukers vaan ‘t Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge hun revolutionaire resultate in ‘t tiedsjrif Cell Reports Physical Science.
Hun nuuj systeem is verdeild in twie deile. ‘t Ierste deil geit euver ‘t umzètte vaan koolstofdioxide oet de loch in ‘n molecuul genaomp formaat um brandsjtof te producere. Net wie koolstofdioxide bevat formaat ein koolstofatoom en twie zoerstofatoom, zoewie ein waterstofatoom. Formate bevat ouch versjèllende andere eleminte. ‘t Nuuj oonderzeuk gebruukde formaatzaajt, wat is aafgeleid vaan natrium of kalium.
De meiste brandstofcelle draaie op waterstof, ‘n brandbaar gaas wat pijpleidinge en tanks oonder drök nuudig heet um te verveure. Brandstofcelle kinne echter ouch op formaat wèrke. Formaat heet ‘n energiegehalte vergeliekbaar mit waterstof, volges Li Ju, ‘n materiaolweitesjapper dee de ontwikkeling vaan ‘t nuuj systeem heet geleid. Formaat heet ‘n paar veurdeile bove waterstof, merkte Li Ju op. ‘t Is veiliger en heet gein opsjlaag mit hoegdrök nuudig.
Oonderzeukers vaan MIT höbbe un brandstofcel gemaak um formaat te teste, wat ze producere oet koolstofdioxide. Iers mengde ze ‘t zaajt mit water. ‘t Mengsel woort daonao in ‘n brandstofcel gevoerd. Binne de brandstofcel leet ‘t formaat elektrone los in ‘n chemische reactie. Dees elektrone stroumde vaan de negatieve elektrode vaan de brandstofcel nao de positieve elektrode, boemèt ‘n elektrisch circuit woort voltooid. Dees stroumende elektrone – ‘n elektrische strouming – waore 200 oor aonwezig gedurende ‘t experimint.
Zhen Zhang, ‘n materiaalweitesjapper dee mit Li aon MIT wèrk, is optimistisch dat zien team de nuie technologie binne ‘n decennium zal kinne opsjaole.
‘t MIT-oonderzeuksteam gebruukde ‘n chemische methode um koolstofdioxide um te zette in ‘n belangriek ingrediënt veur de productie vaan brandstof. Iers brachte ze ‘t bloot aon ‘n zeer alkalische oplossing. Ze koze veur natriumhydroxide (NaOH), algemein bekind es loog. Dit veroorzaak ‘n chemische reactie dee natriumbicarbonaat (NaHCO3) produceert, beter bekind es bikarbonaat.
Toen zette ze de stroom aan. De elektrische stroum veroorzaakde ‘n nuie chemische reactie die eder zuurstofatoom in ‘t bikarbonaatmolecuul splitste, boedoor natriumformaat (NaCHO2) achterbleef. Hun systeem heet bekans alle koolstof in CO2 umgezat — mie es 96 procent — in dit zout.
De energie dee nuudig is um de zuurstof te verwijdere weurt opgeslage in de chemische bindinge vaan formaat. Professor Li merkte op dat formaat dees energie tientalle jaore kin opslaon zoonder potentiële energie te verlere. ‘t Produceert daan elektriciteit es ‘t door ‘n brandstofcel geit. Es de elektriciteit die weurt gebruuk um formaat te producere vaan zonne-, wind- of waterkracht kump, zal de elektriciteit die door de brandstofcel weurt geproduceerd ‘n zuuver energiebron zien.
Um de nuie technologie op sjaol te breie, zag Lee, “moote veer rieke geologische bronne vaan loog vinde.” Heer bestudeerde ‘n soort gesteinte dat alkalibasalt (AL-kuh-lye buh-SALT) woort geneump. Wienie ze mit water gemengk weure, make dees stein in loog.
Farzan Kazemifar is ‘n ingenieur aon de San Jose State University in Californië. Zien oonderzeuk is geriech op ‘t opsjlaon vaan koolstofdioxide in oondergróndse zaajtvörminge. ‘t Verwijdere vaan koolstofdioxide oet de loch is altied lesteg en daorum duur gewees, zag heer. ‘t Is dus rendabel um CO2 um te zètte in gebruukbare produkte wie formaat. De koste vaan ‘t product kinne de productiekoste compensere.
D’r is väöl oonderzeuk gedaon nao ‘t opvange vaan koolstofdioxide oet de loch. ‘n Team weitesjappers vaan de Lehigh University heet beveurbeeld onlangs ‘n aandere methode besjreve um koolstofdioxide oet de loch te filtere en ‘t um te zette in bikarbonaat. Anger oonderzeuksgroepe bewaore CO2 in speciale gesteinte en zette ‘m um in vaste koolstof dee daonao kin were verwèrk in ethanol, ‘n alcoholbrandstof. De meiste vaan dees projekte zien op klein sjaol en höbbe nog gein significante impact gehad op ‘t vermindere vaan hoege niveaus vaan koolstofdioxide in de loch.
Dit aafbeelding toent un hoes det op koolstofdioxide gebruuk. ‘t Hei getoende apparaat zet koolstofdioxide (de molecule in de roeje en witte belle) um in ‘n zaajt genaomp formaat (de blauw, roej, witte en zwarte belle). Dit zaajt kin daan in ‘n brandstofcel were gebruuk um elektriciteit op te wekke.
Kazemifar zag dat ós beste optie is um “iers de oetstoet vaan broeikasgaas te vermindere.” Ein meneer um dat te doen is door fossiele brandstoffe te vervaange door hernubare energiebronne wie wind of zonne-energie. Dit is oonderdeil vaan ‘n euvergaank dee weitesjappers “decarbonisatie” numme. Maar heer voegde d’r aan toe dat ‘t stoppe vaan klimaatverandering ‘n miervoudige aanpak zal vereise. Dees nuuje technologie is nuudig um koolstof op te vange in gebiede die lesteg te decarbonisere zien, zag heer. Neem staolmolens en cementfabrieke um twie veurbeelde te numme.
Ut MIT-team zuut ouch veurdeile in ut combinere vaan hun nuij technologie met zonne- en windenergie. Traditionele batterieje zien ontworpe um weke lang energie op te sjlaon. ‘t Opslaon vaan zomerzonleech in de winter of langer vereis ‘n aandere aonpak. “Mit formaatbrandstof,” zag Lee, zit geer neet langer beperk tot zelfs seizoensgebonde opsjlaag. “Ut kin generatie zien.”
‘t Ginstert mesjiens neet wie goud, mer “Ich kin 200 ton… formaat aon mien zone en dochters achterlaote,” zag Lee, “es erfenis.”
Alkalisch: ‘n Bijvoeglik naomwoord dat ‘n chemische stof besjrief dee hydroxide-ione (OH-) in oplossing vörmp. Dees oplossinge were ouch alkalisch geneump (in taegesjtelling tot zoer) en höbbe ‘n pH groeter es 7.
Aquifer: ‘n rotsvörming die in staot is om oondergróndse waterreservoirs te behawwe. De term geldt auch veur oondergrondse bekken.
Basalt: ‘n zwart völkaonisch gesteinte dat meistal erg dich is (tenzij ‘n völkaonische oetbarsting groete zakke gaas drin heet achtergelaote).
binding: (in de sjeikunde) ‘n semi-permanente verbinding tusse atome (of gróppe atome) in ‘n molecuul. ‘t Weert gevörmp door aontrèkkingskrachte tusse de deilnumende atome. Es bindinge gevörmp zien, functionere de atome es ein einheid. Um de samestèllende atome te sjeije, mot energie in de vörm vaan wermte of andere sjtraoling aon de molecule were gelieverd.
Koolstof: ‘n chemisch elemint wat de fysieke basis vörmp vaan alle leve op eerd. Koolstof besteit vrij in de vörm vaan grafiet en diamant. ‘t Is ‘n belangriek oonderdeil vaan koole, kalkstein, en eerdolie, en is in staot ziech chemisch te associëre um ‘n breid scala aon molecule vaan chemische, biologische en commerciële weerde te vörme. (In klimaatoonderzeuk) De term koolstof weurt soms bekans oetwisselbaar gebruuk mit koolstofdioxide um te verwieze nao de potentiële invlooj die ‘n handeling, produk, beleid of proces kin höbbe op de opwerming vaan de atmosfeer op de lange termien.
Kooldioxide: (of CO2) is ‘n kleurloos, reukloos gaas wat door alle bieste weurt geproduceerd es de zuurstof dee ze aoseme reageert mit ‘t koolstofrieke veujsel wat ze ete. Kooldioxide kump ouch aof es organische stoffe, boe ónder fossiele brandstoffe zoe es olie of natuurlik gaas, were verbrand. Kooldioxide is un broeikasgaas dat wermte in de atmosfeer vaan de eerd vassjtelt. Plante zette koolsjtofdioxide um in zoersjtof via fotosynthese en make dit proces um hun eige veujsel te make.
Cement: ‘n bindmiddel dat weurt gebruuk um twie materiale biejein te hawwe, boedoor ‘t hard weurt tot ‘n vaste stof, of ‘n dikke lijm die weurt gebruuk um twie materiale biejein te hawwe. (Constructie) ‘n Fijn gemaalde materiaal dat gebruuk weurt um zandj of gemalen gesteinte same te binden um beton te vörme. Cement weurt meistal es poeder gemaak. Maar es ‘t einmaol naat weurt, weurt ‘t ‘n drekke mislijm dee hard weurt es ‘t dreug.
Chemisch: ‘n Substantie dee besteit oet twie of mierdere atome gecombineerd (geboonde) in ‘n vaste proportie en structuur. Water is beveurbeeld ‘n chemische substantie dee besteit oet twie waterstof atome gekoppeld aon ein zoerstof atoom. De chemiese formule is H2O. “Chemisch” kin ouch weure gebruuk es bijvoeglik naomwoord um de eigesjappe vaan ‘n substantie te besjrieve die ‘t gevolg zien vaan versjèllende reacties tusse versjèllende verbindinge.
Chemische binding: ‘n Aontrèkkingskrach tusse atome dee sterk genog is um de geboonde eleminte te laote functionere es ein einheid. Sommige attracties zien zwak, aandere sterk. Alle bindinge lieke atome te verbinde door electrone te deile (of perbere te deile).
Chemische reactie: ‘n perces boebij de molecule of structure vaan ‘n substantie hersjikde in plaats vaan ‘n verandering in fysieke vörm (beveurbeeld vaan vas nao gaas).
Sjeikunde: de tak vaan de weitesjap dee de samestèlling, structuur, eigesjappe en interacties vaan stoffe bestudeert. Weitesjappers gebruuke dees kinnes um onbekinde stoffe te oonderzeuke, um nöttege stoffe in groete wieväölhede reproducere of um nuie nöttege stoffe te oontwerpe en make. (vaan chemiese verbindinge) Sjeikunde verwies ouch nao de formule vaan ‘n verbinding, de methode boe mit ‘t weurt bereid, of ‘n aontal eigesjappe. Luuj die in dit veld wèrke were sjeikundi geneump. (in de sociaole weitesjappe) ‘t vermoge vaan lui um same te wèrke, same te komme en elkaors gezelsjap te genete.
Klimaatverandering: ‘n significante, langtermijnverandering in ‘t klimaat op aorde. Dit kin op natuurleke wijze gebäöre of es gevolg vaan minseleke activiteite, boe-oonder ‘t verbrande vaan fossiele brandstoffe en ‘t opruime vaan bosse.
Decarbonisatie: verwies nao de opzetteleke euvergaank vaan vervuilende technologieje, activiteite en energiebronne die op koolstof gebaseerde broeikasgasse, wie koolstofdioxide en methaan, nao de atmosfeer oetstoete. ‘T doel is de wieväölheid koolstofgasse die bijdraoge aan klimaatverandering te vermindere.
Èllentriciteit: De strouming vaan elektrische laojing, miestal ‘t gevolg vaan de beweging vaan negatief gelaoje deilkes genaomd elektrone.
Elektron: ‘n negatief gelaoje deilke dat meistal ‘n baon drejt um ‘t boeteste gebeed vaan ‘n atoom; ‘t is ouch de drager vaan elektriciteit in vaste stoffe.
Ingenieur: Iemes dee weitesjap en wiskunde gebruuk um probleme op te losse. Es ut woord inzjenieur weurt gebruuk es werkwoord, verwies ut nao ut oontwerpe vaan un apparaat, materiaal of perces um un probleem of oongevolgde behoefte op te losse.
Ethanol: ‘n Alcohol, ouch wel ethylalcohol geneump, dee de basis is veur alcoholische dranke wie beer, wien en sprite. ‘t Weurt ouch gebruuk es oplosmiddel en brandstof (beveurbeeld dèks gemengk mit benzine).
Filter: (n.) Iets boedoor sommige materiale doorgoon en aandere, aafhankelek vaan hun gruutde of aandere kinmerke. (v.) ‘t Proces vaan ‘t selectere vaan bepaolde substanties op basis vaan eigesjappe wie gruutde, diechheid, laojing, enz. (in de natuurkunde) ‘n sjerm, plaat of laog vaan ‘n substantie dee leech of aandere straoling absorbeert of selectief veurkeump dat sommige oonderdeile doorgoon.
Formaat: ‘n Algemeine term veur zajte of estere vaan mierzuur, ‘n geoxideerde vörm vaan ‘n vetzoer. (‘n Ester is ‘n op koolstof gebaseerde samesjtèlling gevörmp door de waterstofatome vaan bepaolde zure te vervange door bepaolde soorte organische gróppe. Väöl vette en essensjele olieje zien natuurlik veurkómmende esters vaan vètte zoere.)
Fossiele brandstof: Alle brandstoffe, wie kool, aardolie (ruwe olie) of natuurlek gaas, dee in de loup vaan mieljoene jaore op de eerd is gevörmp oet de verrottende euverbliefsele vaan bacterieje, plante of dere.
Brandstof: Edere stof dee energie losgief via ‘n gecontroleerde chemische of nucleaire reactie. Fossiele brandstoffe (kool, netuurlek gaas, en olie) zien gebrukeleke brandstoffe die energie aofgieve door chemische reacties es ze verhits weure (meistal tot op ‘t punt vaan verbranding).
Brandstofcel: ‘n apparaat dat chemische energie umzèt in elektrische energie. De meis gebruukde brandstof is waterstof, boevaan ‘t innigste bijproduk waterdamp is.
Geologie: ‘n Bijvoeglik naomwoord dat alles besjrijf wat te make heet mit de fysieke structuur vaan de eerd, de mattriaole, de gesjiedenis, en de processe die d’rop plaotsvinde. Luuj die in dit veld wèrke weure geologe geneump.
Klimaatverandering: ‘n geleideleke touwnaome vaan de temperatuur in de atmosfeer vaan de aorde es gevolg vaan ‘t broeikaseffek. ‘t Effect weurt veroerzaak door touwnummende niveaus vaan koolstofdioxide, chloorfluorkoolstoffe en aander gasse in de loch, boevaan väöl weure oetgezonde door minseleke activiteite.
Waterstof: ‘t liechste element in ‘t universum. Es gaas is ‘t kleurloos, reukloos en extreem brandbaar. ‘t Is ‘n oonderdeil vaan väöl brandstoffe, vette en de chemicalieje die levend weefsel vörme. ‘t Besteit oet ‘n proton (de kern) en ‘n elektron dee um ‘m drejt.
Innovatie: (v. innovere; bijv. innovere) ‘n aonpassing of verbetering vaan ‘n bestaond idee, perces of product um ‘t nuier, slimmer, efficiënter of nötteger te make.
Loog: De algemeine naom veur natriumhydroxide (NaOH) oplossing. Loog weurt dèks gemengk mit plantaardige olieje of dierlike vette en anger ingrediënte um zeep te make.
Materiaolweitesjapper: ‘n oonderzeuker dee de relatie tösse de atomische en moleculaire structuur vaan ‘n materiaol en de algemeine eigesjappe devaan oonderzeuk. Materiaole weitesjappers kinne nui materiale oontwikkele of bestaonde analysere. Ut analysere vaan de algehele eigesjappe vaan un materiaal, zoewie diechheid, sterkte en smeltpunt, kin inzjenieurs en aander oonderzeukers helpe de beste materiale veur nuij towpassinge te keze.
Molecuul: ‘n Groep vaan elektrisch neutrale atome dee de kleinste meugeleke wieväölheid vaan ‘n chemische verbinding representeert. Molecule kinne weure opgebouwd oet ein type atoom of versjèllende atome. Beveurbeeld, de zuurstof in de loch besteit oet twie zuurstof atome (O2) en water besteit oet twie waterstof atome en ein zuurstof atome (H2O).
Verontreinigende stof: ‘n stof dee get besmet, wie loch, water, lui of ete. Sommige verontreinigende stoffe zien chemicalieje, wie pesticiden. Andere verontreinigende stoffe kinne sjtraoling zien, zoe wie te väöl wermte of leech. Zelfs ónkroed en aandere invasieve soorte kinne weure besjouwd es ‘n vorm vaan biofouling.
Krachtig: ‘n Bijvoeglik naomwoord dat verwies nao get wat hiel sterk of krachteg is (zoewie ‘n kiem, gif, medicijn of zoer).
Hernumbaar: ‘n bijvoeglik naomwoord dat verwies nao ‘n middel dat onbeperk kin weure vervange (wie water, greune plante, zonleech en wind). Dit steit in taegesjtelling tot neet-hernuibare hulpbronne, die un beperk aonbod höbbe en in feite oetgeput kinne weure. Neet-hernuibare bronne zien oonder andere olie (en aandere fossiele brandstoffe) of relatief zeldzame elemente en minerale.