На диоксид углерода (СО2) приходится около 65% всего тепла, которое задерживается долгоживущими парниковыми газами. Доиндустриальный уровень концентрации СО2, около 278 частей на миллион, являлся равновесным – между атмосферой, океанами и биосферой. Однако деятельность человека, а именно, сжигание ископаемого топлива и вырубка леса, привели к изменению природного баланса. Во второй половине 20 века концентрация CO2 в сельской местности составляла те самые «среднеземные» 350 ppm, в небольших городах 500 ppm, в крупных промышленных центрах 600—700 ppm. И это, однако, не стало пределом. С 1970-х годов количество двуокиси углерода в воздухе ежегодно возрастает на 1,5 ppm. В 2015 году средняя глобальная концентрация составила 144 % от доиндустриального уровня и достигла 400,0 ppm. В мае 2022 года содержание углекислого газа в атмосфере Земли достигло очередного максимума — 421 ppm.
Накапливание углекислого газа приводит к каскаду неблагоприятных последствий:
- возникает парниковый эффект, глобальное потепление
- меняется погода: повышается температура воздуха и воды, растет уровня моря, увеличивается частота и сила катаклизмов
- увеличивается кислотность воды в Мировом океане
Ученые со всего мира разрабатывают системы переработки углекислого газа, чтобы уменьшить его негативное воздействие на Землю. В сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии читайте о том, как можно преобразовать углекислый газ, чтобы использовать его во благо.
Строительные материалы
Ученые из Университета имени В. И. Вернадского создали стройматериалы на основе шлаков металлургических предприятий и углекислого газа. В ходе проекта специалисты исследовали 12 проб шлаков, взятых с 5 предприятий из разных округов России.
По результатам эксперимента у ученых получились тротуарная плитка и кирпич, в которых нет ни грамма нового сырья – они на 100% состоят из отходов: шлаков и углекислого газа. Сообщается, что данные изделия обладают высокой прочность: прочность плитки достигает 1000 кг на кв. сантиметр. По словам специалистов, это запредельное значение для материалов такого типа. Помимо прочности, полученные изделия отличаются долговечностью – их гарантированная морозостойкость составляет 200 циклов замораживания и оттаивания.
Li-ion аккумуляторы
Специалисты из Татарстана собираются использовать углекислый газ для создания литий-ионных батарей. Ученые планируют соединить CO2 с окисью этилена, чтобы синтезировать базовые компоненты электролитов для таких батарей. Сообщается, что соединения CO2 и окиси этилена можно будет также использовать и в других отраслях химии: в качестве растворителя, присадок для двигателей внутреннего сгорания, в производстве лекарств и пестицидов.
Интересно, что электролиты для литий-ионных батарей на данный момент в России не производятся, поэтому, если получится вывести эту разработку в промышленный масштаб, это будет настоящий научный прорыв.
Керамика
Ученые из университетов Тюмени и Томска придумали энергоэффективный метод одновременной утилизации углекислого газа и получения из него порошков оксидов металлов. Сообщается, что из получаемых порошков можно производить качественную керамику с высокими физико-механическими свойствами. Керамика из порошков оксидов титана может использоваться как фотокатализатор для получения водорода, а из оксидов железа – как высокомагнитный и радиопоглощающий материал.
Утверждается, что новый метод позволит в 3 раза ускорить переработку СО2.
Топливо
Инженеры преобразовали углекислый газ в формиат – твердое топливо, которое можно хранить неопределенное время. В ходе эксперимента ученые сначала превратили углекислый газ в форму жидкого металла, бикарбонатный раствор. Затем этот жидкий металл электрохимически преобразовали в порошок твердого топлива.
Сообщается, что новый процесс обеспечивает конверсию более 90% и устраняет необходимость в неэффективном этапе нагрева за счет предварительного преобразования диоксида углерода в промежуточную форму. Полученный высококонцентрированный жидкий раствор формиата калия или натрия можно затем высушить, например, путем испарения на солнечной энергии, чтобы получить твердый порошок, который обладает высокой стабильностью и может храниться в обычных стальных резервуарах десятилетиями.
По словам исследователей, формиатное топливо можно адаптировать для самого разного применения: от бытовых установок до промышленности.
По оценкам, в 2023 году 2,3 млрд человек — 29% населения Земли — лично испытали рекордное тепло. Климатологи полагают, что летние и среднегодовые температуры в 2024 году поставят новый рекорд с вероятностью 90%.
Январь 2024 года побил очередной температурный рекорд и был признан наиболее теплым январем за всю историю климатических наблюдений. 31 марта в Ростовской области побит температурный рекорд, продержавшийся почти 80 лет. 77 лет назад в последний день марта было +20,3°, а в 2024 уже +22,6°. Увеличивается и количество скачков температуры: 01 апреля в Санкт-Петербурге дневная температура +19,6° побила рекорд сразу на 5 градусов. А 04 апреля максимальная дневная температура снизилась так, что побила другой рекорд, став самой низкой за 20 лет — минус 0,7°.
Смогут ли ученые в этом году запустить прорывную технологию, которая остановит потепление и стабилизирует климат? Делайте ваши ставки.
