Бул жерде көрсөтүлгөндөй цемент заводдору климатты жылытуучу көмүр кычкыл газынын негизги булагы болуп саналат. Бирок бул булгоочу заттардын айрымдары жаңы түрдөгү күйүүчү майга айландырылышы мүмкүн. Бул тузду ондогон жылдар же андан көп убакытка чейин коопсуз сактоого болот.
Бул климаттын өзгөрүшүн жайлата турган, анын кесепеттерин азайта турган же коомчулуктарга тез өзгөрүп жаткан дүйнөдө туруштук берүүгө жардам бере турган жаңы технологияларды жана аракеттерди камтыган сериядагы дагы бир окуя.
Көмүр кычкыл газын (CO2), кеңири таралган парник газын, бөлүп чыгаруучу иш-аракеттер Жердин атмосферасын жылытууга өбөлгө түзөт. Абадан CO2 бөлүп алуу жана аны сактоо идеясы жаңылык эмес. Бирок муну жасоо кыйын, айрыкча адамдар аны сатып ала алганда. Жаңы система CO2 булгануу көйгөйүн бир аз башкача жол менен чечет. Ал климатты жылытуучу газды химиялык жол менен отунга айландырат.
15-ноябрда Кембридждеги Массачусетс технология институтунун (MIT) изилдөөчүлөрү өздөрүнүн новатордук жыйынтыктарын Cell Reports Physical Science журналында жарыялашты.
Алардын жаңы системасы эки бөлүккө бөлүнгөн. Биринчи бөлүк абадагы көмүр кычкыл газын формате деп аталган молекулага айландырып, отун өндүрүүнү камтыйт. Көмүр кычкыл газы сыяктуу эле, формате бир көмүртек атомун жана эки кычкылтек атомун, ошондой эле бир суутек атомун камтыйт. Формат ошондой эле башка бир нече элементтерди камтыйт. Жаңы изилдөөдө натрийден же калийден алынган формате тузу колдонулган.
Көпчүлүк күйүүчү май элементтери суутек менен иштейт, бул күйүүчү газ, аны ташуу үчүн түтүктөр жана басымдуу цистерналар талап кылынат. Бирок, күйүүчү май элементтери формада да иштей алат. Жаңы системанын иштеп чыгуусун жетектеген материал таануучу Ли Джунун айтымында, формада суутек менен салыштырууга боло турган энергия камтылышы бар. Ли Джунун айтымында, формада суутек менен салыштырганда бир катар артыкчылыктар бар. Ал коопсуз жана жогорку басымдагы сактоону талап кылбайт.
MIT изилдөөчүлөрү көмүр кычкыл газынан өндүргөн форматты сыноо үчүн отун клеткасын түзүшкөн. Алгач алар тузду суу менен аралаштырышкан. Андан кийин аралашма отун клеткасына берилген. Отун клеткасынын ичинде форма химиялык реакцияда электрондорду бөлүп чыгарган. Бул электрондор отун клеткасынын терс электродунан оң электродго агып, электр чынжырын түзгөн. Бул агып жаткан электрондор — электр тогу — эксперимент учурунда 200 саат бою болгон.
MITте Ли менен бирге иштеген материал таануучу Чжэн Чжан анын командасы жаңы технологияны он жылдын ичинде масштабдай алат деп оптимисттик көз карашта.
MIT изилдөө тобу көмүр кычкыл газын отун өндүрүү үчүн негизги ингредиентке айландыруу үчүн химиялык ыкманы колдонушкан. Алгач алар аны өтө щелочтуу эритмеге дуушар кылышкан. Алар натрий гидроксидин (NaOH), көбүнчө щелоч деп аталган, тандап алышкан. Бул натрий гидрокарбонатын (NaHCO3), башкача айтканда, аш содасын пайда кылган химиялык реакцияны баштайт.
Анан алар электр энергиясын күйгүзүштү. Электр тогу жаңы химиялык реакцияны козгоп, аш содасы молекуласындагы ар бир кычкылтек атомун бөлүп, натрий форматын (NaCHO2) калтырды. Алардын системасы CO2деги көмүртектин дээрлик бардыгын — 96 пайыздан ашыгын — ушул тузга айландырды.
Кычкылтекти бөлүп алуу үчүн керектүү энергия форматтын химиялык байланыштарында сакталат. Профессор Ли формат бул энергияны потенциалдуу энергиясын жоготпостон ондогон жылдар бою сактай аларын белгиледи. Андан кийин ал отун клеткасынан өткөндө электр энергиясын өндүрөт. Эгерде формат өндүрүү үчүн колдонулган электр энергиясы күн, шамал же гидроэнергиядан алынса, отун клеткасы тарабынан өндүрүлгөн электр энергиясы таза энергия булагы болот.
Жаңы технологияны масштабдоо үчүн Ли: "Биз щелочтун бай геологиялык ресурстарын табышыбыз керек", - деди. Ал щелочтуу базальт (AL-kuh-lye buh-SALT) деп аталган тектин түрүн изилдеген. Суу менен аралашканда, бул тектер щелочко айланат.
Фарзан Каземифар - Калифорниядагы Сан-Хосе мамлекеттик университетинин инженери. Анын изилдөөсү жер астындагы туздуу формацияларда көмүр кычкыл газын сактоого багытталган. Ал абадан көмүр кычкыл газын алып салуу ар дайым кыйын жана ошондуктан кымбат болгонун айтат. Ошондуктан, CO2ди формат сыяктуу колдонууга жарамдуу продукцияларга айландыруу пайдалуу. Продукциянын баасы өндүрүштүн баасын толуктай алат.
Абадагы көмүр кычкыл газын кармоо боюнча көптөгөн изилдөөлөр жүргүзүлдү. Мисалы, жакында Лихай университетинин окумуштуулар тобу абадагы көмүр кычкыл газын чыпкалап, аны аш содасына айландыруунун дагы бир ыкмасын сүрөттөп беришти. Башка изилдөө топтору CO2ди атайын тектерде сактап, аны катуу көмүртекке айландырып, андан кийин спирт отуну болгон этанолго айландырып жатышат. Бул долбоорлордун көпчүлүгү чакан масштабда жана абадагы көмүр кычкыл газынын жогорку деңгээлин азайтууга олуттуу таасирин тийгизе элек.
Бул сүрөттө көмүр кычкыл газы менен иштеген үй көрсөтүлгөн. Бул жерде көрсөтүлгөн түзмөк көмүр кычкыл газын (кызыл жана ак көбүкчөлөрдөгү молекулаларды) форма деп аталган тузга (көк, кызыл, ак жана кара көбүкчөлөр) айландырат. Андан кийин бул тузду отун клеткасында электр энергиясын өндүрүү үчүн колдонсо болот.
Каземифар биздин эң жакшы вариантыбыз "алдын ала парник газдарынын бөлүнүп чыгышын азайтуу" экенин айтты. Муну жасоонун бир жолу - казылып алынган отунду шамал же күн сыяктуу кайра жаралуучу энергия булактары менен алмаштыруу. Бул окумуштуулар "декарбонизация" деп атаган өткөөл мезгилдин бир бөлүгү. Бирок ал климаттын өзгөрүшүн токтотуу үчүн көп кырдуу мамиле талап кылынарын кошумчалады. Бул жаңы технология декарбонизациялоо кыйын болгон аймактарда көмүртекти кармоо үчүн керек, деди ал. Эки мисал катары болот заводдорун жана цемент заводдорун алалы.
MIT командасы жаңы технологияларын күн жана шамал энергиясы менен айкалыштыруунун пайдасын да көрүп жатат. Салттуу батареялар энергияны бир нече жума бою сактоого ылайыкташтырылган. Жайкы күн нурун кышында же андан узак убакытка сактоо башкача мамилени талап кылат. "Форматикалык отун менен", - деди Ли, сиз мындан ары сезондук сактоо менен гана чектелбейсиз. "Бул муундар аралык болушу мүмкүн".
Ал алтындай жаркырабашы мүмкүн, бирок: «Мен уулдарыма жана кыздарыма 200 тонна... мурас катары калтыра алам», - деди Ли.
Щелочтуу: Эритмеде гидроксид иондорун (OH-) пайда кылган химиялык затты сүрөттөгөн сын атооч. Бул эритмелер ошондой эле щелочтуу (кычкылдуу эмес) деп аталат жана рН 7ден жогору.
Суу катмары: Жер астындагы суу сактагычтарды кармап тура алган тек формациясы. Бул термин жер астындагы бассейндерге да тиешелүү.
Базальт: Адатта абдан тыгыз болгон кара жанар тоо теки (эгерде жанар тоо атылуусунан улам анда чоң газ чөнтөктөрү калбаса).
байланыш: (химияда) молекуладагы атомдордун (же атомдордун топторунун) ортосундагы жарым-жартылай туруктуу байланыш. Ал катышуучу атомдордун ортосундагы тартылуу күчтөрү менен пайда болот. Байланыштар пайда болгондон кийин, атомдор бирдик катары иштейт. Курамындагы атомдорду бөлүү үчүн молекулаларга жылуулук же башка нурлануу түрүндөгү энергия берилиши керек.
Көмүртек: Жердеги бардык жашоонун физикалык негизи болгон химиялык элемент. Көмүртек графит жана алмаз түрүндө эркин жашайт. Ал көмүрдүн, акиташтын жана мунайдын маанилүү компоненти болуп саналат жана химиялык жактан өзүн-өзү бириктирип, химиялык, биологиялык жана коммерциялык баалуулугу бар ар кандай молекулаларды түзө алат. (Климаттык изилдөөлөрдө) Көмүртек термини кээде атмосферанын узак мөөнөттүү жылышына кандайдыр бир аракеттин, продуктунун, саясаттын же процесстин тийгизиши мүмкүн болгон таасирин билдирүү үчүн көмүр кычкыл газы менен дээрлик биринин ордуна колдонулат.
Көмүр кычкыл газы: (же CO2) – бул бардык жаныбарлар дем алган кычкылтек жеген көмүртектүү тамак-аш менен реакцияга киргенде пайда болгон түссүз, жытсыз газ. Көмүр кычкыл газы ошондой эле мунай же жаратылыш газы сыяктуу казылып алынган отундарды кошо алганда органикалык заттар күйгөндө да бөлүнүп чыгат. Көмүр кычкыл газы – Жердин атмосферасында жылуулукту кармап турган парник газы. Өсүмдүктөр фотосинтез аркылуу көмүр кычкыл газын кычкылтекке айландырышат жана бул процессти өздөрүнүн азыктарын жасоо үчүн колдонушат.
Цемент: Эки материалды бириктирип, катуу затка айландыруу үчүн колдонулган байланыштыруучу зат же эки материалды бириктирип кармоо үчүн колдонулган коюу желим. (Курулуш) Кумду же майдаланган ташты бириктирип, бетон жасоо үчүн колдонулган майдаланган материал. Цемент, адатта, порошок түрүндө жасалат. Бирок ал нымдалгандан кийин, кургаганда катууланып кетүүчү ылай аралашмага айланат.
Химиялык: Белгилүү бир пропорцияда жана түзүлүштө биригишкен (байланышкан) эки же андан көп атомдордон турган зат. Мисалы, суу - бул бир кычкылтек атомуна байланышкан эки суутек атомунан турган химиялык зат. Анын химиялык формуласы H2O. "Химиялык" деген сөз ар кандай кошулмалардын ортосундагы ар кандай реакциялардын натыйжасында пайда болгон заттын касиеттерин сүрөттөө үчүн сын атооч катары да колдонулушу мүмкүн.
Химиялык байланыш: Байланышкан элементтердин бир бүтүн катары иштешине шарт түзө тургандай күчтүү атомдордун ортосундагы тартылуу күчү. Айрым тартылуу күчү алсыз, башкалары күчтүү. Бардык байланыштар атомдорду электрондорду бөлүшүү (же бөлүшүүгө аракет кылуу) аркылуу байланыштыргандай көрүнөт.
Химиялык реакция: Физикалык форманын өзгөрүшүнө эмес (мисалы, катуу абалдан газ абалына) караганда, заттын молекулаларынын же структураларынын кайра түзүлүшүн камтыган процесс.
Химия: заттардын курамын, түзүлүшүн, касиеттерин жана өз ара аракеттенүүсүн изилдеген илим тармагы. Окумуштуулар бул билимди тааныш эмес заттарды изилдөө, пайдалуу заттарды көп санда көбөйтүү же жаңы пайдалуу заттарды долбоорлоо жана түзүү үчүн колдонушат. (химиялык кошулмалардын) Химия ошондой эле кошулманын формуласын, аны даярдоо ыкмасын же анын айрым касиеттерин билдирет. Бул тармакта иштеген адамдар химиктер деп аталат. (коомдук илимдерде) адамдардын кызматташуу, тил табышуу жана бири-биринин коомунан ырахат алуу жөндөмү.
Климаттын өзгөрүшү: Жердин климатындагы олуттуу, узак мөөнөттүү өзгөрүү. Бул табигый жол менен же адамдын ишмердүүлүгүнүн натыйжасында, анын ичинде казылып алынган отунду күйгүзүү жана токойлорду кыюу аркылуу болушу мүмкүн.
Декарбонизация: атмосферага көмүр кычкыл газы жана метан сыяктуу көмүртек негизиндеги парник газдарын бөлүп чыгаруучу булгоочу технологиялардан, иш-аракеттерден жана энергия булактарынан атайылап баш тартууну билдирет. Максат - климаттын өзгөрүшүнө салым кошкон көмүртек газдарынын көлөмүн азайтуу.
Электр тогу: адатта электрон деп аталган терс заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылынан келип чыккан электр зарядынын агымы.
Электрон: адатта атомдун сырткы аймагын айланып жүрүүчү терс заряддалган бөлүкчө; ал ошондой эле катуу заттарда электр тогун алып жүрүүчү болуп саналат.
Инженер: Маселелерди чечүү үчүн илим жана математиканы колдонгон адам. "Инженер" сөзү этиш катары колдонулганда, көйгөйдү же канааттандырылбаган муктаждыкты чечүү үчүн түзмөктү, материалды же процессти долбоорлоону билдирет.
Этанол: Сыра, шарап жана спирт сыяктуу алкоголдук ичимдиктердин негизи болгон этил спирти деп да аталат. Ал ошондой эле эриткич жана отун катары колдонулат (мисалы, көбүнчө бензин менен аралаштырылат).
Чыпка: (n.) Айрым материалдардын өтүшүнө, ал эми башкаларынын өтүшүнө мүмкүндүк берген нерсе, алардын өлчөмүнө же башка мүнөздөмөлөрүнө жараша. (v.) Өлчөмү, тыгыздыгы, заряды ж.б. сыяктуу касиеттерге негизделген белгилүү бир заттарды тандоо процесси (физикада) Жарыкты же башка нурланууну сиңирип алган же анын айрым компоненттеринин өтүшүнө тандап тоскоол болгон заттын экраны, пластинасы же катмары.
Формат: Май кислотасынын кычкылданган формасы болгон кумурска кислотасынын туздары же эфирлери үчүн жалпы термин. (Эфир - бул белгилүү бир кислоталардын суутек атомдорун белгилүү бир органикалык топтор менен алмаштыруудан пайда болгон көмүртек негизиндеги кошулма. Көптөгөн майлар жана эфир майлары май кислоталарынын табигый эфирлери болуп саналат.)
Казылып алынган отун: Жердин ичинде миллиондогон жылдар бою бактериялардын, өсүмдүктөрдүн же жаныбарлардын чириген калдыктарынан пайда болгон көмүр, мунай (чийки мунай) же жаратылыш газы сыяктуу ар кандай отун.
Күйүүчү май: Башкарылуучу химиялык же ядролук реакция аркылуу энергия бөлүп чыгаруучу ар кандай зат. Казылып алынган отундар (көмүр, жаратылыш газы жана мунай) - ысытылганда (адатта күйүү чекитине чейин) химиялык реакциялар аркылуу энергия бөлүп чыгаруучу кеңири таралган отундар.
Отун клеткасы: Химиялык энергияны электр энергиясына айландыруучу түзүлүш. Эң кеңири таралган отун - суутек, анын кошумча продуктусу - суу буусу.
Геология: Жердин физикалык түзүлүшүнө, анын материалдарына, тарыхына жана анда болуп жаткан процесстерге байланыштуу бардык нерсени сүрөттөгөн сын атооч. Бул тармакта иштеген адамдар геологдор деп аталат.
Глобалдык жылуулук: Жердин атмосферасынын жалпы температурасынын парник эффектинен улам акырындык менен жогорулашы. Бул таасир абадагы көмүр кычкыл газынын, хлорфторкөмүртектердин жана башка газдардын деңгээлинин жогорулашынан келип чыгат, алардын көбү адамдын ишмердүүлүгүнөн улам бөлүнүп чыгат.
Суутек: Ааламдагы эң жеңил элемент. Газ катары ал түссүз, жытсыз жана өтө тез күйүүчү. Ал көптөгөн күйүүчү заттардын, майлардын жана тирүү ткандарды түзгөн химиялык заттардын курамдык бөлүгү. Ал протондон (ядродон) жана анын айланасында айланган электрондон турат.
Инновация: (v. жаңылык киргизүү; сын атооч жаңылык киргизүү) Бар болгон идеяны, процессти же продуктуну жаңы, акылдуураак, натыйжалуураак же пайдалуураак кылуу үчүн ага өзгөртүү киргизүү же жакшыртуу.
Шлак: Натрий гидроксидинин (NaOH) эритмесинин жалпы аталышы. Шлак көбүнчө өсүмдүк майлары же жаныбарлардын майлары жана башка ингредиенттер менен аралаштырылып, самын жасалат.
Материал таануучу: Материалдын атомдук жана молекулярдык түзүлүшү менен анын жалпы касиеттеринин ортосундагы байланышты изилдеген изилдөөчү. Материал таануучулар жаңы материалдарды иштеп чыгышы же бар материалдарды талдоосу мүмкүн. Материалдын жалпы касиеттерин, мисалы, тыгыздыгын, бекемдигин жана эрүү температурасын талдоо инженерлерге жана башка изилдөөчүлөргө жаңы колдонмолор үчүн эң жакшы материалдарды тандоого жардам берет.
Молекула: Химиялык кошулманын мүмкүн болушунча эң аз өлчөмүн билдирген электрдик жактан нейтралдуу атомдордун тобу. Молекулалар бир түрдөгү атомдордон же ар кандай түрдөгү атомдордон турушу мүмкүн. Мисалы, абадагы кычкылтек эки кычкылтек атомунан (O2), ал эми суу эки суутек атомунан жана бир кычкылтек атомунан (H2O) турат.
Булгоочу зат: Аба, суу, адамдар же тамак-аш сыяктуу бир нерсени булгаган зат. Айрым булгоочу заттар пестициддер сыяктуу химиялык заттар. Башка булгоочу заттар радиация, анын ичинде ашыкча жылуулук же жарык болушу мүмкүн. Ал тургай отоо чөптөр жана башка инвазивдүү түрлөр биологиялык булгануунун бир түрү катары каралышы мүмкүн.
Күчтүү: Өтө күчтүү же таасирдүү нерсени (мисалы, микроб, уу, дары же кислота) билдирген сын атооч.
Кайра жаралуучу: Чексиз убакытка алмаштырылышы мүмкүн болгон ресурсту билдирген сын атооч (мисалы, суу, жашыл өсүмдүктөр, күн нуру жана шамал). Бул чектелген запасы бар жана натыйжалуу түрдө түгөнүп калышы мүмкүн болгон кайра жаралбай турган ресурстар менен карама-каршы келет. Кайра жаралбай турган ресурстарга мунай (жана башка казылып алынган отундар) же салыштырмалуу сейрек кездешүүчү элементтер жана минералдар кирет.