Avfall CO2 kan være kilde til kraft

Avfall CO2 kan være kilde til kraft

Nederlandske forskere har tenkt på en ny bruk for alt karbondioksid som heller fra skorstenene til fossilt brenselkraftverk: høst det for enda mer strøm.

De kunne, de hevder, pumpe karbondioksidet gjennom vann eller andre væsker og produsere en strøm av elektroner og dermed mer elektrisitet. Strømgenererende stasjoner frigjør 12 milliarder tonn karbondioksid hvert år som de brenner kull, olje eller naturgass; Hjemme- og kommersielle varmeanlegg frigir ytterligere 11 milliarder tonn.

Dette ville nok være nok, argumenterer de for å skape 1,750 terawatt-timer med ekstra elektrisitet årlig: om 400 ganger produksjonen av Hoover-dammen i USA, og alt uten å legge til en ekstra gassing av karbondioksid i atmosfæren. Så eksos fra en syklus av elektrisitetsproduksjon kunne brukes umiddelbart for å levere en annen strøm av strøm til nettet.

De gjør kravet i en journal kalt Environmental Science and Technology Letters, som er utgitt av American Chemical Society, og kravet hviler på en 200-årig teknikk som foregår av Sir Humphry Davy og Michael Faraday: elektrolyse.

Høsting av energi fra avfall

Bak resonnementet er et enkelt forslag, at enhver kjemisk begivenhet innebærer en veksling av energi. I en løsning involverer denne bevegelsen av energi elektroner og ioner som migrerer til kation- eller anionelektroder. I en blanding av to forskjellige løsninger har den endelige blandingen et energiinnhold lavere enn summen av de to opprinnelige løsningene: Siden energi ikke kan opprettes eller ødelegges, må det derfor være litt energi tilgjengelig for utnyttelse.

Bert Hamelers fra Wetsus, et senter for vannkvalitet i Nederland, og kolleger fra Wageningen Universitet rapporterer at de brukte porøse elektroder og skyllet karbondioksid i vann for å få strømmen av strømmen: gass reagert med vannet for å lage karbonsyre, hvilket i elektrolytten ble positive hydrogenioner og negative ioner av bikarbonatet HCO3. Etter hvert som oppløsningens pH blir høyere blir bikarbonatet et enkelt karbonat og jo høyere CO2-trykk, jo større økning av ioner i løsningen.

I deres eksperiment fant de at når de spylte sin vandige elektrolytt med luft, og vekselvis med CO2, mellom deres porøse elektroder, begynte en strømforsyning å bygge opp. Siden luften som kommer fra skorstenene til fossilt brenselkraftverk inneholder alt opp til 20% CO2, selv utslippene representerer potensial for mer kraft.

De fant at de kunne få enda mer kraft hvis de i stedet for en vannoppløsning brukte en elektrolytt av monoetanolamin. I eksperimenter leverte dette en energitetthet på 4.5 mW en kvadratmeter.

Ironien er at denne elektriske energien allerede er potensielt tilgjengelig øverst på kraftverkets skorstein, fordi en løsning av klimagass i luft blandes med en annen styrke i luften hele tiden.

Ingen har selvsagt en måte å høste denne kraften direkte, men et gammeldags eksperiment med elektroder i et laboratorium viser at store mengder potensiell kraft går tapt hver dag på uventede måter.

Grafen batterier

Det ville kreve stor investering - og mye ingeniørfag - for å gjøre drivhusutslippene til enda mer elektrisitet, men en slik forskning er en påminnelse om at forskere overalt er på jakt etter smarte nye måter å drive verden på.

Dan Li, en materialingeniør ved Monash University i Australia, rapporterer i tidsskriftet Science at han og hans team har utviklet en grafenbasert superkapasitator som er kompakt og kan lades opp raskt, men kan vare så lenge som en konvensjonell bly-syre batteri.

Det betyr at det kan brukes til å lagre fornybar energi, strømportabel elektronikk eller kjøre elektriske biler. Graphene er et nytt underverksmateriale, en variant av grafitt eller karbon som er organisert i lag, bare ett atom tykt. "Det er nesten på scenen for å flytte fra laboratoriet til kommersiell utvikling", sier Li.

Kraft fra sollys og vann

Og i samme journal rapporterer et team fra University of Colorado i Boulder i USA at de har en teknikk for å konsentrere sollys og bruke den til å splitte vann inn i dens komponenter av hydrogen og oksygen. Disse to i kombinasjon gir energi til hydrogen drivstoffceller som allerede har begynt å drive offentlig transport i mange byer.

Boulderteknikken anvender et tøffere utvalg av speil fokusert på et enkelt punkt for å varme en metalloksydreaktor til 1,350 ° C og sette opp en kjede av atomskala-hendelser som griper oksygenatomer fra damp, som frigjør hydrogenmolekylene.

"Splitting vann med sollys er den hellige gral av en bærekraftig hydrogenøkonomi", sier Alan Weimer, leder av Boulderforskningsgruppen. Men kommersiell introduksjon kan være år unna. "Med prisen på naturgass så lav, er det ikke noe incitament til å brenne ren energi." - Climate News Network

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}