Корхонаҳои семент, ба монанди корхонаи дар ин ҷо нишондодашуда, манбаи асосии гази карбонии гармкунандаи иқлим мебошанд. Аммо баъзе аз ин ифлоскунандаҳоро метавон ба намуди нави сӯзишворӣ табдил дод. Ин намакро метавон даҳсолаҳо ё бештар аз он бехатар нигоҳ дошт.
Ин як ҳикояи дигар дар силсилаест, ки ба технологияҳо ва амалҳои наве, ки метавонанд тағирёбии иқлимро суст кунанд, таъсири онро коҳиш диҳанд ё ба ҷомеаҳо дар мубориза бо ҷаҳони босуръат тағйирёбанда кӯмак расонанд, менигарад.
Фаъолиятҳое, ки гази карбон (CO2), як гази маъмули гулхонаиро, хориҷ мекунанд, ба гармшавии атмосфераи Замин мусоидат мекунанд. Идеяи истихроҷи CO2 аз ҳаво ва нигоҳдории он нав нест. Аммо ин кор душвор аст, хусусан вақте ки одамон онро харида метавонанд. Системаи нав мушкилоти ифлосшавии CO2-ро бо роҳи каме дигар ҳал мекунад. Он гази гармшавии иқлимро ба таври кимиёвӣ ба сӯзишворӣ табдил медиҳад.
15 ноябр муҳаққиқони Институти технологии Массачусетс (MIT) дар Кембриҷ натиҷаҳои инноватсионии худро дар маҷаллаи Cell Reports Physical Science нашр карданд.
Системаи нави онҳо ба ду қисм тақсим шудааст. Қисми аввал табдил додани гази карбон аз ҳаво ба молекулае бо номи формат барои истеҳсоли сӯзишворӣ мебошад. Мисли гази карбон, формат як атоми карбон ва ду атоми оксиген, инчунин як атоми гидрогенро дар бар мегирад. Формат инчунин якчанд унсурҳои дигарро дар бар мегирад. Дар таҳқиқоти нав намаки формат истифода шудааст, ки аз натрий ё калий гирифта шудааст.
Аксари ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ бо гидроген кор мекунанд, ки гази сӯзишворӣ аст ва барои интиқол қубурҳо ва зарфҳои фишордорро талаб мекунад. Аммо, ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ инчунин метавонанд бо формат кор кунанд. Ба гуфтаи Ли Ҷу, олими масолеҳшинос, ки таҳияи системаи навро роҳбарӣ мекард, формат дорои миқдори энергияи қобили муқоиса бо гидроген мебошад. Ли Ҷу қайд кард, ки формат нисбат ба гидроген баъзе бартариҳо дорад. Он бехатартар аст ва нигоҳдории фишори баландро талаб намекунад.
Муҳаққиқони MIT барои санҷиши формат, ки аз гази карбон истеҳсол мекунанд, як ҳуҷайраи сӯзишворӣ сохтанд. Аввал онҳо намакро бо об омехта карданд. Сипас омехта ба ҳуҷайраи сӯзишворӣ ворид карда шуд. Дар дохили ҳуҷайраи сӯзишворӣ, формат электронҳоро дар реаксияи кимиёвӣ раҳо кард. Ин электронҳо аз электроди манфии ҳуҷайраи сӯзишворӣ ба электроди мусбат мегузаштанд ва як схемаи барқиро ба анҷом мерасонданд. Ин электронҳои равон - ҷараёни электрикӣ - дар давоми таҷриба 200 соат ҳузур доштанд.
Жен Чжан, олими маводшинос, ки бо Ли дар MIT кор мекунад, умедвор аст, ки дастаи ӯ метавонад дар тӯли даҳ сол технологияи навро васеъ истифода барад.
Гурӯҳи таҳқиқотии MIT усули кимиёвиро барои табдил додани гази карбон ба ҷузъи калидӣ барои истеҳсоли сӯзишворӣ истифода бурд. Аввалан, онҳо онро ба маҳлули хеле ишқорӣ дучор карданд. Онҳо гидроксиди натрий (NaOH)-ро интихоб карданд, ки маъмулан бо номи ишқор маълум аст. Ин реаксияи кимиёвиро ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа бикарбонати натрий (NaHCO3), ки бештар бо номи содаи нонпазӣ маълум аст, ба вуҷуд меояд.
Сипас онҳо барқро фаъол карданд. Ҷараёни барқӣ аксуламали нави кимиёвиро ба вуҷуд овард, ки ҳар як атоми оксигенро дар молекулаи содаи нонпазӣ тақсим кард ва формати натрий (NaCHO2)-ро боқӣ гузошт. Системаи онҳо қариб тамоми карбони CO2-ро — беш аз 96 фоиз — ба ин намак табдил дод.
Энергияи зарурӣ барои хориҷ кардани оксиген дар пайвандҳои кимиёвии форм нигоҳ дошта мешавад. Профессор Ли қайд кард, ки форм метавонад ин энергияро даҳсолаҳо бе талафи энергияи эҳтимолӣ нигоҳ дорад. Сипас, он ҳангоми гузаштан аз элементи сӯзишворӣ барқ ​​​​тавлид мекунад. Агар барқе, ки барои истеҳсоли форм истифода мешавад, аз нерӯи офтобӣ, бодӣ ё обӣ гирифта шавад, барқе, ки аз элементи сӯзишворӣ тавлид мешавад, манбаи энергияи тоза хоҳад буд.
Барои васеъ кардани технологияи нав, Ли гуфт, ки "мо бояд захираҳои бойи геологии ишқорро пайдо кунем." Ӯ як навъи сангро бо номи базали ишқорӣ (AL-kuh-lye buh-SALT) омӯхт. Вақте ки бо об омехта мешаванд, ин сангҳо ба ишқор табдил меёбанд.
Фарзан Каземифар муҳандиси Донишгоҳи давлатии Сан-Хосе дар Калифорния аст. Таҳқиқоти ӯ ба нигоҳдории гази карбон дар ташаккулҳои намаки зеризаминӣ нигаронида шудааст. Вай мегӯяд, ки хориҷ кардани гази карбон аз ҳаво ҳамеша душвор ва аз ин рӯ гарон буд. Аз ин рӯ, табдил додани CO2 ба маҳсулоти истифодашаванда ба монанди формат фоидаовар аст. Арзиши маҳсулот метавонад хароҷоти истеҳсолотро ҷуброн кунад.
Таҳқиқоти зиёде дар самти ҷамъоварии гази карбон аз ҳаво анҷом дода шудаанд. Масалан, як гурӯҳи олимони Донишгоҳи Лихай ба наздикӣ усули дигари филтр кардани гази карбон аз ҳаво ва табдил додани он ба содаи нонпазиро тавсиф карданд. Гурӯҳҳои дигари тадқиқотӣ CO2-ро дар сангҳои махсус нигоҳ медоранд ва онро ба карбони сахт табдил медиҳанд, ки баъдан онро ба этанол, сӯзишвории спиртӣ, коркард кардан мумкин аст. Аксари ин лоиҳаҳо миқёси хурд доранд ва то ҳол ба коҳиш додани сатҳи баланди гази карбон дар ҳаво таъсири назаррас нарасонидаанд.
Ин тасвир хонаеро нишон медиҳад, ки бо гази карбон кор мекунад. Дастгоҳи дар ин ҷо нишондодашуда гази карбон (молекулаҳои дар ҳубобчаҳои сурх ва сафед)-ро ба намаке бо номи формат (ҳубобчаҳои кабуд, сурх, сафед ва сиёҳ) табдил медиҳад. Сипас ин намакро дар элементи сӯзишворӣ барои истеҳсоли нерӯи барқ ​​​​истифода бурдан мумкин аст.
Каземифар гуфт, ки беҳтарин варианти мо "аввал кам кардани партовҳои газҳои гулхонаӣ" аст. Як роҳи ин кор иваз кардани сӯзишвории истихроҷшаванда бо манбаъҳои энергияи барқароршаванда ба монанди шамол ё офтоб аст. Ин қисми гузаришест, ки олимон онро "декарбонизатсия" меноманд. Аммо ӯ афзуд, ки қатъ кардани тағирёбии иқлим ба равиши бисёрҷониба ниёз дорад. Вай гуфт, ки ин технологияи нав барои ба даст овардани карбон дар минтақаҳое, ки декарбонизатсия карданашон душвор аст, зарур аст. Барои мисол, корхонаҳои пӯлод ва корхонаҳои сементро гиред.
Дастаи MIT инчунин дар омезиши технологияи нави худ бо нерӯи офтобӣ ва бодӣ манфиатҳо мебинад. Батареяҳои анъанавӣ барои нигоҳ доштани энергия барои ҳафтаҳо тарҳрезӣ шудаанд. Нигоҳ доштани нури офтоб дар тобистон дар зимистон ё муддати тӯлонӣ ба равиши дигар ниёз дорад. "Бо сӯзишвории форматӣ", гуфт Ли, шумо дигар ҳатто ба нигоҳдории мавсимӣ маҳдуд намешавед. "Ин метавонад наслӣ бошад."
Шояд он мисли тилло дурахшад, аммо Ли гуфт: «Ман метавонам 200 тонна... порчаро ба писарону духтаронам ҳамчун мерос гузорам».
Ишқорӣ: Сифате, ки моддаи кимиёвиеро тавсиф мекунад, ки дар маҳлул ионҳои гидроксид (OH-)-ро ташкил медиҳад. Ин маҳлулҳо инчунин ишқорӣ номида мешаванд (бар хилофи туршӣ) ва рН аз 7 зиёдтар доранд.
Қабати обӣ: Ташаккули сангӣ, ки қодир аст захираҳои оби зеризаминиро нигоҳ дорад. Ин истилоҳ инчунин ба ҳавзаҳои зеризаминӣ низ дахл дорад.
Базалт: Санги сиёҳи вулқонӣ, ки одатан хеле зич аст (агар оташфишонии вулқон дар он ҷайбҳои калони газ боқӣ нагузорад).
пайванд: (дар химия) пайванди нимдоимӣ байни атомҳо (ё гурӯҳҳои атомҳо) дар молекула. ​​Он тавассути қувваҳои ҷозиба байни атомҳои иштирокчӣ ба вуҷуд меояд. Пас аз ташкил ёфтани пайвандҳо, атомҳо ҳамчун воҳид амал мекунанд. Барои ҷудо кардани атомҳои таркибӣ, энергия бояд ба молекулаҳо дар шакли гармӣ ё дигар радиатсия дода шавад.
Карбон: Унсури кимиёвӣ, ки асоси физикии тамоми ҳаёт дар Замин аст. Карбон дар шакли графит ва алмос озодона вуҷуд дорад. Он як ҷузъи муҳими ангишт, санги оҳак ва нафт аст ва қодир аст, ки аз ҷиҳати кимиёвӣ худпайваст шавад ва доираи васеи молекулаҳои дорои арзиши кимиёвӣ, биологӣ ва тиҷоратӣ ташкил диҳад. (Дар таҳқиқоти иқлимӣ) Истилоҳи карбон баъзан қариб бо гази карбон иваз карда мешавад, то ба таъсири эҳтимолии амал, маҳсулот, сиёсат ё раванде, ки метавонад ба гармшавии дарозмуддати атмосфера расонад, ишора кунад.
Гази карбон: (ё CO2) гази беранг ва бебӯйест, ки ҳамаи ҳайвонот ҳангоми реаксияи оксигени нафаскашии онҳо бо ғизои бой аз карбон, ки мехӯранд, ба вуҷуд меоранд. Гази карбон инчунин ҳангоми сӯхтани моддаҳои органикӣ, аз ҷумла сӯзишвории истихроҷшаванда ба монанди нафт ё гази табиӣ, хориҷ мешавад. Гази карбон гази гулхонаӣ аст, ки гармиро дар атмосфераи Замин нигоҳ медорад. Растаниҳо гази карбонро тавассути фотосинтез ба оксиген табдил медиҳанд ва аз ин раванд барои истеҳсоли ғизои худ истифода мебаранд.
Семент: Маводи пайвандкунандае, ки барои нигоҳ доштани ду мавод бо роҳи сахт шудан ба як чизи сахт истифода мешавад, ё часпаки ғафсе, ки барои нигоҳ доштани ду мавод бо ҳам истифода мешавад. (Сохтмон) Маводи майда майдакардашуда, ки барои пайваст кардани рег ё санги майдашуда барои ташкил додани бетон истифода мешавад. Семент одатан ҳамчун хока тайёр карда мешавад. Аммо вақте ки он тар мешавад, ба лойолуди лойолуд табдил меёбад, ки ҳангоми хушк шудан сахт мешавад.
Кимиёвӣ: Моддае, ки аз ду ё зиёда атомҳо бо таносуб ва сохтори муайян муттаҳид (пайвандшуда) шудааст. Масалан, об моддаи кимиёвӣ аст, ки аз ду атоми гидроген иборат аст, ки бо як атоми оксиген пайваст шудаанд. Формулаи химиявии он H2O аст. "Кимиёвӣ" инчунин метавонад ҳамчун сифат барои тавсифи хосиятҳои моддае, ки дар натиҷаи реаксияҳои гуногуни байни пайвастагиҳои гуногун ба вуҷуд меоянд, истифода шавад.
Пайванди кимиёвӣ: Қувваи ҷозиба байни атомҳо, ки ба қадри кофӣ қавӣ аст, ки унсурҳои пайвастшударо ҳамчун як воҳид амал кунанд. Баъзе ҷозибаҳо заиф, дигарон қавӣ мебошанд. Чунин ба назар мерасад, ки ҳамаи пайвандҳо атомҳоро тавассути мубодилаи электронҳо (ё кӯшиши мубодилаи электронҳо) мепайванданд.
Реаксияи химиявӣ: Раванде, ки аз нав ташкил кардани молекулаҳо ё сохторҳои моддаро дар бар мегирад, на тағирёбии шакли физикӣ (масалан, аз ҷисми сахт ба газ).
Кимиё: соҳаи илмест, ки таркиб, сохтор, хосиятҳо ва таъсири мутақобилаи моддаҳоро меомӯзад. Олимон ин донишро барои омӯзиши моддаҳои ношинос, такрористеҳсол кардани моддаҳои муфид ба миқдори зиёд ё тарҳрезӣ ва эҷоди моддаҳои нави муфид истифода мебаранд. (пайвастагиҳои кимиёвӣ) Кимиё инчунин ба формулаи пайвастагӣ, усули тайёр кардани он ё баъзе аз хосиятҳои он ишора мекунад. Одамоне, ки дар ин соҳа кор мекунанд, химикҳо номида мешаванд. (дар илмҳои иҷтимоӣ) қобилияти одамон барои ҳамкорӣ, муошират ва лаззат бурдан аз ширкати якдигар.
Тағйирёбии иқлим: Тағйироти назаррас ва дарозмуддат дар иқлими Замин. Ин метавонад табиатан ё дар натиҷаи фаъолияти инсон, аз ҷумла сӯзондани сӯзишвории истихроҷшаванда ва буридани ҷангалҳо, рух диҳад.
Декарбонизатсия: ба даст кашидан аз технологияҳо, фаъолиятҳо ва манбаъҳои энергияи ифлоскунанда, ки газҳои гулхонаии карбонӣ, ба монанди гази карбон ва метанро ба атмосфера хориҷ мекунанд, ишора мекунад. Ҳадаф кам кардани миқдори газҳои карбонест, ки ба тағирёбии иқлим мусоидат мекунанд.
Қувваи барқ: Ҷараёни заряди барқ, ки одатан дар натиҷаи ҳаракати зарраҳои заряди манфӣ бо номи электронҳо ба вуҷуд меояд.
Электрон: зарраи заряди манфӣ, ки одатан дар атрофи минтақаи берунии атом давр мезанад; он инчунин интиқолдиҳандаи нерӯи барқ ​​​​дар ҷисмҳои сахт мебошад.
Муҳандис: Касе, ки илм ва риёзиро барои ҳалли масъалаҳо истифода мебарад. Вақте ки калимаи муҳандис ҳамчун феъл истифода мешавад, ба тарҳрезии дастгоҳ, мавод ё раванд барои ҳалли масъала ё ниёзҳои қонеънашуда ишора мекунад.
Этанол: Спирте, ки онро спирти этилӣ низ меноманд, асоси нӯшокиҳои спиртӣ ба монанди пиво, шароб ва нӯшокиҳои спиртӣ мебошад. Он инчунин ҳамчун ҳалкунанда ва сӯзишворӣ истифода мешавад (масалан, аксар вақт бо бензин омехта карда мешавад).
Филтр: (n.) Чизе, ки вобаста ба андоза ё дигар хусусиятҳои онҳо ба баъзе маводҳо имкон медиҳад, ки гузаранд ва ба дигарон гузаранд. (v.) Раванди интихоби баъзе моддаҳо дар асоси хосиятҳо ба монанди андоза, зичӣ, заряд ва ғайра (дар физика) Экран, лавҳа ё қабати моддае, ки рӯшноӣ ё дигар радиатсияро фурӯ мебарад ё ба таври интихобӣ аз гузаштани баъзе аз ҷузъҳои он пешгирӣ мекунад.
Формат: Истилоҳи умумӣ барои намакҳо ё эфирҳои кислотаи формик, шакли оксидшудаи кислотаи равғанӣ. (Эфир як пайвастагии карбонӣ аст, ки бо иваз кардани атомҳои гидрогении баъзе кислотаҳо бо намудҳои муайяни гурӯҳҳои органикӣ ба вуҷуд меояд. Бисёре аз равғанҳо ва равғанҳои эфирӣ эфирҳои табиатан пайдошудаи кислотаҳои равғанӣ мебошанд.)
Сӯзишвории истихроҷшаванда: Ҳар гуна сӯзишворӣ, ба монанди ангишт, нафт (нафти хом) ё гази табиӣ, ки дар тӯли миллионҳо сол дар дохили Замин аз боқимондаҳои пӯсидаи бактерияҳо, растаниҳо ё ҳайвонот ба вуҷуд омадааст.
Сӯзишворӣ: Ҳар гуна моддае, ки энергияро тавассути реаксияи кимиёвӣ ё ҳастаии назоратшаванда хориҷ мекунад. Сӯзишвориҳои истихроҷшаванда (ангишт, гази табиӣ ва нафт) сӯзишвориҳои маъмуле мебошанд, ки ҳангоми гарм кардан (одатан то нуқтаи сӯзиш) энергияро тавассути реаксияҳои кимиёвӣ хориҷ мекунанд.
Ҳуҷайраи сӯзишворӣ: Дастгоҳе, ки энергияи химиявиро ба энергияи барқӣ табдил медиҳад. Маъмултарин сӯзишворӣ гидроген аст, ки ягона маҳсулоти иловагии он буғи об аст.
Геология: Сифате, ки ҳама чизеро, ки бо сохтори физикии Замин, маводҳои он, таърих ва равандҳои дар он рухдода алоқаманд аст, тавсиф мекунад. Одамоне, ки дар ин соҳа кор мекунанд, геологҳо номида мешаванд.
Гармшавии глобалӣ: Баландшавии тадриҷии ҳарорати умумии атмосфераи Замин аз сабаби таъсири гулхонаӣ. Ин таъсир аз афзоиши сатҳи гази карбон, хлорфторкарбонҳо ва дигар газҳо дар ҳаво ба вуҷуд меояд, ки бисёре аз онҳо аз фаъолияти инсон хориҷ мешаванд.
Гидроген: Сабуктарин унсур дар коинот. Ҳамчун газ, он беранг, бебӯй ва хеле оташгиранда аст. Он ҷузъи бисёр сӯзишворӣ, равғанҳо ва моддаҳои кимиёвӣ мебошад, ки бофтаи зиндаро ташкил медиҳанд. Он аз протон (ядро) ва электроне иборат аст, ки дар атрофи он давр мезанад.
Навоварӣ: (v. навоварӣ кардан; сифат: навоварӣ кардан) Мутобиқсозӣ ё такмилдиҳӣ ба идея, раванд ё маҳсулоти мавҷуда барои навтар, оқилонатар, самараноктар ё муфидтар кардани он.
Ишқор: Номи умумии маҳлули гидроксиди натрий (NaOH). Ишқор аксар вақт бо равғанҳои растанӣ ё равғанҳои ҳайвонот ва дигар компонентҳо омехта карда, собуни чӯбӣ тайёр мекунад.
Олими маводшинос: Муҳаққиқе, ки робитаи байни сохтори атомӣ ва молекулавии мавод ва хосиятҳои умумии онро меомӯзад. Олимони маводшинос метавонанд маводҳои нав таҳия кунанд ё маводҳои мавҷударо таҳлил кунанд. Таҳлили хосиятҳои умумии мавод, ба монанди зичӣ, мустаҳкамӣ ва нуқтаи обшавӣ, метавонад ба муҳандисон ва дигар муҳаққиқон дар интихоби беҳтарин мавод барои барномаҳои нав кӯмак кунад.
Молекула: Гурӯҳи атомҳои аз ҷиҳати электрикӣ бетараф, ки миқдори камтарини пайвастагии химиявиро ифода мекунанд. Молекулаҳо метавонанд аз як намуди атом ё намудҳои гуногуни атомҳо иборат бошанд. Масалан, оксиген дар ҳаво аз ду атоми оксиген (O2) ва об аз ду атоми гидроген ва як атоми оксиген (H2O) иборат аст.
Ифлоскунанда: Моддае, ки чизеро, ба монанди ҳаво, об, одамон ё хӯрокро олуда мекунад. Баъзе ифлоскунандаҳо кимиёвӣ, ба монанди пеститсидҳо мебошанд. Ифлоскунандаҳои дигар метавонанд радиатсия, аз ҷумла гармии аз ҳад зиёд ё рӯшноӣ бошанд. Ҳатто алафҳои бегона ва дигар намудҳои инвазивӣ метавонанд як шакли биологии ифлоскунанда ҳисобида шаванд.
Қувват: Сифате, ки ба чизе ишора мекунад, ки хеле қавӣ ё пурқувват аст (масалан, микроб, заҳр, дору ё кислота).
Барқароршаванда: Сифате, ки ба захирае ишора мекунад, ки метавонад беохир иваз карда шавад (масалан, об, растаниҳои сабз, нури офтоб ва шамол). Ин бо захираҳои ғайрибарқароршаванда, ки захираи маҳдуд доранд ва метавонанд ба таври муассир тамом шаванд, муқоиса мешавад. Захираҳои ғайрибарқароршаванда нафт (ва дигар сӯзишвориҳои истихроҷшаванда) ё унсурҳо ва маъданҳои нисбатан нодирро дар бар мегиранд.