Потому, что возрастающие уровни атмосферных парниковых газов угрожают решительному трансформации климата, кое-какие ученые обыскивают для способов вычистить главного преступника, двуокись углерода (CO2), прямо из воздуха. Сейчас, бригада химиков во главе со Стюартом Личтом в Университете имени Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия, считает, что это нашло способ, что имел возможность вероятно заплатить за себя методом создания чего-то возможно нужным из CO2 вынутый из воздуха.
Сейчас в Нано Письмах, несколько воображает процесс, превращающий атмосферный CO2 в углеродные нановолокна, подобные полезным материалам, применяемым в отраслях индустрии, таких как космос, электроника и строительство.“Это – светло увлекательное и увлекательное изучение, но это – первый шаг”, предостерегают Джеймс Тур, наноинженерия и материаловед из Университета Райса в Хьюстоне, Техас, кто не часть изучения. “Существует все еще громадная работа, которая будет сделана”.Конвертерный процесс, названный ШАГОМ (для Солнечного Теплового Электрохимического Процесса), приведен в воздействие солнечным светом, теплом и мелким электрическим ударом.
Исследователи потоком между двумя электродами в жёстком опробовании, заполненном литым карбонатом лития, тающим в 723°C, и пару типов металла. Для старта процесса литой карбонат лития абсорбирует CO2 от воздуха. Электрический ток тогда разоряет обособленно молекулы CO2 при помощи процесса, названного электролизом и роем атомов углерода к отрицательно заряженному электроду.
В большинстве случаев, углерод ненужный gunge — что заставляет эту форму углерода отловить верного проигравшего. Но исследователи нашли это, если они закаленный карбонат лития лишь с верными металлами, они имели возможность бы организовать более полезные углеродные нанотрубки вместо этого.
Во-первых, цинк зажигает процесс формирования нановолокна. Потом один из четырех вторых металлов (никель, кобальт, медь либо железо) действует как леса, известные как место образования ядра, на котором нановолокно увеличивается.
Бригада отыскала, что с верной комбинацией металлов, температуры и напряжения, coulombic эффективность ШАГА (хорошая мера химического урожая раньше определяла, как действенно продукт сделан) колебалась примерно 95%, означая, что при ШАГА, 95% потока трудились к производству углеродных нановолокон, и лишь 5% привели другие побочные реакции в воздействие.“Это весьма захватывающе, и я пологаю, что это – жизнеспособный вариант в предоставлении научного и технологического ответа уменьшения CO2 в воздухе”, говорит Личт. В частности он и его ШАГ надежды бригады имели возможность обеспечить менее дорогой метод сделать углеродные нановолокна.
Материалы — нецилиндрические кузены углеродных нанотрубок, составленных из цепочек атомов углерода меньше чем один микрометр шириной — употребляются в создании композиционных материалов, химических катализаторов а также просмотра микроскопов изучения. Но они являются разочаровывающе дорогостоящими для производства.
Понижение цены через ШАГ было бы настоящим «переломным моментом», Личт говорит: Более недорогие нановолокна привели бы к большему коммерческому применению и, со своей стороны, к меньшему количеству углерода в воздухе. Личт говорит, что посредством ШАГА в области меньше чем 10% размер пустыни Сахара имел возможность принести CO2 в воздухе вниз к доиндустриальным уровням всего через десятилетие. (Примечание стороны: 10% пустыни Сахара являются более двух раз областью Калифорнии — это – довольно много литого лития.)Сперва, однако, ШАГ "настойчиво попросил" бы некоего важного upscaling. Одно основное препятствие, Тур говорит, то, что ШАГ еще не может произвести применимые нановолокна. “Это походит, когда Вы стрижете овцу, и Вы приобретаете шерсть”, говорит он. “Те маленькие шерстяные волокна, сперва отрывающиеся ее поясницы — Вы не можете сделать оболочку из этого.
Вы должны были так или иначе прясть его в долгие волокна, которые Вы можете тогда поместить в машину для получения шерстяного свитера либо оболочки”. До тех пор пока ученые не обучаются прясть углеродные нановолокна ШАГА в долгие коммерчески применимые волокна, он говорит, через чур рано для приветствия процесса как экологического прорыва.
Но Эндрю Бокарсли, физический неорганический химик в Принстонском университете, что не есть частью изучения, говорит, что результаты бригады вдохновляют не обращая внимания на такие нерешенные вопросы. “Даже в случае если работа Личта лишь израсходовала 0,1%, либо даже 0,01% CO2, что мы генерируем, это было бы громадное начало”, говорит Бокарсли. “Это не раствор, но это имела возможность бы быть часть раствора”.