Po celém světě se lidé stále více obávají emisí oxidu uhličitého (CO2). Skeptici v oblasti změny klimatu jistě předkládají rozumné hypotézy, které naznačují, že změny klimatu jsou pouze přirozeným globálním cyklem – a my lidé se prostě budeme muset zbavit. Ale myšlenka, že lidé přispívají ke změně klimatu, je stále více přijímána. V reakci na to vědci přemýšlejí o způsobech, jak snížit lidské emise skleníkových plynů (GHG).
Jedním ze způsobů je vytvořit paliva, která neprodukují oxid uhličitý jako vedlejší produkt, jako to dělají fosilní paliva. Biopaliva, jako je celulózový etanol vyrobený z kukuřice nebo prosa prosa, při spalování na energii stále vypouštějí CO2, ale v mnohem menších množstvích – až o 85 procent méně [zdroj:Wang]. Spalování vodíku k pohonu auta neprodukuje žádný oxid uhličitý; jediným vedlejším produktem je voda. A elektřina vyrobená z obnovitelných zdrojů, jako je větrná nebo solární energie, neprodukuje vůbec žádné emise.
Problém s těmito technologiemi je, že se stále vyvíjejí. Výzkumníci čelí překážkám, jako jsou náklady a poměr čisté energie – vstup energie versus energetický výdej – díky čemuž je ropa atraktivnější než alternativní zdroje paliva. To je důležité, protože náš svět je poháněn ropou. Ropa dominuje globální ekonomice, od letadel, která umožňují cestování, po nákladní auta přepravující jídlo a elektrárny, které vyrábějí naši elektřinu.
Je to docela dobrá otázka:Pokud jsme závislí na ropě, ale obáváme se emisí oxidu uhličitého, proč prostě nezachytíme CO2, který vypouštíme?
Ve skutečnosti se tím výzkumníci právě teď zabývají. Profesor Chris Jones z Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) a jeho tým přišli s materiálem nazvaným hyperrozvětvený aminosilica (HAS), která zachycuje a ukládá emise oxidu uhličitého.
Najdeme tedy brzy koncovky výfuku na autech z HAS a co to vlastně je za materiál? To zjistíte na další stránce.
Budou tedy v blízké budoucnosti koncovky našich vozů vyrobeny z této látky zvané hypervětvená aminosilica (HAS)? Dr. Chris Jones říká, že si to nemyslí; skladování zachyceného uhlíku ze všech těch koncovek výfuku by bylo příliš nákladné. Místo toho se Jones a jeho tým na Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) soustředí na ještě větší zdroj emisí oxidu uhličitého – elektrárny.
Můžete si představit elektřinu jako čistou energii. Přemýšleli jste ale někdy, odkud se bere elektřina? Protože je to nosič energie, elektřina získává energii z jiného zdroje. Ve Spojených státech pochází většina této energie – 50 procent – z uhlí [zdroj:Pew]. Elektrické elektrárny na celém světě využívají k výrobě energie dostatek fosilních paliv, aby odpovídaly za 26 procent globálních emisí CO2; doprava (včetně letadel, vlaků a automobilů) představuje celosvětově 13 procent [zdroj:IPCC].
Jones se zaměřuje na čištění komínů. HAS může pomoci tím, že absorbuje CO2. Výzkumníci z Georgia Tech použili kovalentní vazbu (spojení dvou molekul spojením jejich elektronů) k navázání aminů -- organické sloučeniny na bázi dusíku -- s oxidem křemičitým (křemen) [zdroj:Georgia Tech]. Výsledkem je aminooxid křemičitý , práškovitá látka, která vypadá jako bílý písek. V rámci hmoty se spojením rodí řada větví, které připomínají stromy, odtud název:hypervětvené. Na špičkách ramen jsou amino místa, která zachycují CO2.
Když byl HAS kombinován s pískem, chemici zjistili, že výsledná sloučenina byla schopna zachycovat oxid uhličitý, když jím procházely spaliny – emise nalezené v komínech.
Směs HAS nejen zachycuje CO2, ale také na něm visí. Aby se uvolnil oxid uhličitý, musí se materiál zahřát a uvolněný CO2 může být zachycen a uložen (buď jako plyn nebo ochlazen do kapalné formy) v procesu zvaném sekvestrace uhlíku . To je ve skutečnosti více vzrušující, než to zní. Nejenže sníží emise CO2, ale umožní znovu použít zachycený CO2 k zásobování biopaliv. Jedna společnost pěstuje řasy v Louisianě pro použití jako biopalivo. Řasy jsou krmeny zachyceným CO2 [zdroj:EcoGeek].
Hyperrozvětvená aminosilika má některé výhody oproti jiným metodám sekvestrace uhlíku. Jednak je to recyklovatelné. HAS lze používat znovu a znovu; výzkumníci Georgia Tech testovali jednu šarži 12krát a zjistili, že nedošlo k žádnému výraznému snížení adsorpce [zdroj:Georgia Tech]. A materiál také není ovlivňován vlhkostí, což je plus, protože vodní pára je přítomna ve spalinách. Má také nízkou spotřebu energie; jediná potřebná energie pochází z výroby tepla, které uvolňuje CO2.
Projekt ale čelí některým výzvám. Za prvé, reakce CO2/amin, která váže oxid uhličitý na větve, vytváří teplo. Vědci zjistili, že aminosilika zachycuje CO2 nejlépe při nízkých teplotách, takže musí přijít na to, jak se rychle zbavit tepla, které vzniká, aby se CO2 vázal. Dalším problémem je, jak přesně směs aplikovat. Dá se to sbalit do komínků? Lze materiál zpracovat na odnímatelné kotouče, které zakrývají otvory kouřovodu?
Ačkoli HAS možná nikdy nenajdeme ve výfukových potrubích, pokud výzkumníci z Georgia Tech dokážou snížit emise oxidu uhličitého pouze z výroby energie, nabídnou jeden nový způsob, jak vyřešit naše problémy se skleníkovými plyny.
Další informace o změně klimatu a dalších souvisejících tématech naleznete na další stránce.
