Ολλανδοί επιστήμονες σκέφτηκαν μια νέα χρήση για όλο το διοξείδιο του άνθρακα που χύνεται από τις καμινάδες των σταθμών παραγωγής ενέργειας που καίνε ορυκτά καύσιμα: συλλέξτε το για ακόμη περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.
Θα μπορούσαν, υποστηρίζουν, να αντλήσουν το διοξείδιο του άνθρακα μέσω του νερού ή άλλων υγρών και να παράγουν μια ροή ηλεκτρονίων και επομένως περισσότερο ηλεκτρισμό. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής απελευθερώνουν 12 δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο καθώς καίνε άνθρακα, πετρέλαιο ή φυσικό αέριο. Οι οικιακές και εμπορικές εγκαταστάσεις θέρμανσης απελευθερώνουν άλλους 11 δισεκατομμύρια τόνους.
Αυτό θα ήταν αρκετό, υποστηρίζουν, για να δημιουργηθούν 1,750 τεραβατώρες επιπλέον ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως: περίπου 400 φορές η ισχύς του φράγματος Hoover στις ΗΠΑ, και όλα αυτά χωρίς να προστεθεί επιπλέον ανάσα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Έτσι, τα καυσαέρια από έναν κύκλο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν αμέσως για να παραδώσουν μια άλλη ροή ισχύος στο δίκτυο.
Διατυπώνουν τον ισχυρισμό σε ένα περιοδικό που ονομάζεται Environmental Science and Technology Letters, το οποίο δημοσιεύεται από την American Chemical Society, και ο ισχυρισμός βασίζεται σε μια τεχνική 200 ετών που πρωτοστάτησε ο Sir Humphry Davy και ο Michael Faraday: η ηλεκτρόλυση.
Συγκομιδή Ενέργειας από Απόβλητα
Πίσω από το σκεπτικό κρύβεται μια απλή πρόταση, ότι κάθε χημικό γεγονός περιλαμβάνει κάποια ανταλλαγή ενέργειας. Σε ένα διάλυμα, αυτή η κίνηση ενέργειας περιλαμβάνει ηλεκτρόνια και ιόντα που μεταναστεύουν σε ηλεκτρόδια κατιόντων ή ανιόντων. Σε ένα μείγμα δύο διαφορετικών λύσεων, το τελικό μείγμα έχει ενεργειακή περιεκτικότητα μικρότερη από το άθροισμα των δύο αρχικών λύσεων: καθώς η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, επομένως πρέπει να υπάρχει διαθέσιμη ενέργεια για εκμετάλλευση.
Ο Bert Hamelers από το Wetsus, ένα κέντρο για την αριστεία του νερού στην Ολλανδία, και οι συνάδελφοί του από το Πανεπιστήμιο Wageningen αναφέρουν ότι χρησιμοποίησαν πορώδη ηλεκτρόδια και έριξαν διοξείδιο του άνθρακα στο νερό για να πάρουν τη ροή του ρεύματος: το αέριο αντέδρασε με το νερό για να δημιουργήσει ανθρακικό οξύ, το οποίο στον ηλεκτρολύτη έγιναν θετικά ιόντα υδρογόνου και αρνητικά ιόντα του διττανθρακικού HCO3. Καθώς το pH του διαλύματος αυξάνεται, το διττανθρακικό γίνεται απλό ανθρακικό και όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση του CO2, τόσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση των ιόντων στο διάλυμα.
Στο πείραμά τους, διαπίστωσαν ότι καθώς ξεπλύνουν τον υδατικό ηλεκτρολύτη τους με αέρα και εναλλάξ με CO2, μεταξύ των πορωδών ηλεκτροδίων τους, άρχισε να συσσωρεύεται παροχή ηλεκτρισμού. Δεδομένου ότι ο αέρας που προέρχεται από τις καμινάδες των σταθμών παραγωγής ενέργειας με καύση ορυκτών καυσίμων περιέχει οτιδήποτε έως και 20% CO2, ακόμη και οι εκπομπές αντιπροσωπεύουν μια δυνατότητα για περισσότερη ενέργεια.
Βρήκαν ότι θα μπορούσαν να πάρουν ακόμη περισσότερη ισχύ εάν αντί για διάλυμα νερού χρησιμοποιούσαν έναν ηλεκτρολύτη μονοαιθανολαμίνης. Σε πειράματα, αυτό απέδωσε μια ενεργειακή πυκνότητα 4.5 mW ανά τετραγωνικό μέτρο.
Η ειρωνεία είναι ότι αυτή η ηλεκτρική ενέργεια είναι ήδη δυνητικά διαθέσιμη στην κορυφή της καμινάδας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, επειδή με την απελευθέρωση ένα «διάλυμα» αερίου θερμοκηπίου στον αέρα αναμιγνύεται αμέσως με μια λύση διαφορετικής ισχύος στον αέρα όλη την ώρα.
Κανείς φυσικά δεν έχει τρόπο να συλλέξει αυτήν την ισχύ άμεσα, αλλά ένα παλιομοδίτικο πείραμα με ηλεκτρόδια σε ένα εργαστήριο δείχνει ότι τεράστιες ποσότητες δυνητικής ισχύος χάνονται κάθε μέρα, με απροσδόκητους τρόπους.
Μπαταρίες Γραφενίου
Θα απαιτούσε τεράστιες επενδύσεις –και μεγάλη μηχανική εφευρετικότητα– για να μετατραπούν οι εκπομπές θερμοκηπίου σε ακόμη περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, αλλά μια τέτοια έρευνα είναι μια υπενθύμιση ότι οι επιστήμονες παντού αναζητούν έξυπνους νέους τρόπους για να τροφοδοτήσουν τον πλανήτη.
Ο Dan Li, μηχανικός υλικών στο Πανεπιστήμιο Monash στην Αυστραλία, αναφέρει στο περιοδικό Science ότι αυτός και η ομάδα του έχουν αναπτύξει έναν υπερπυκνωτή με βάση το γραφένιο που είναι συμπαγής και μπορεί να επαναφορτιστεί γρήγορα, αλλά μπορεί να διαρκέσει όσο ένα συμβατικό μόλυβδο-οξύ. μπαταρία.
Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ανανεώσιμης ενέργειας, την τροφοδοσία φορητών ηλεκτρονικών ειδών ή την οδήγηση ηλεκτρικών οχημάτων. Το γραφένιο είναι ένα νέο θαυματουργό υλικό, μια παραλλαγή γραφίτη ή άνθρακα οργανωμένη σε στρώματα πάχους μόνο ενός ατόμου. «Είναι σχεδόν στο στάδιο της μετάβασης από το εργαστήριο στην εμπορική ανάπτυξη», λέει ο Li.
Δύναμη από το φως του ήλιου και το νερό
Και στο ίδιο περιοδικό, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Boulder στις ΗΠΑ αναφέρει ότι έχουν μια τεχνική για να συγκεντρώνουν το ηλιακό φως και να το χρησιμοποιούν για να διασπούν το νερό στα συστατικά του υδρογόνου και οξυγόνου: αυτά τα δύο σε συνδυασμό παρέχουν την ενέργεια για το υδρογόνο κυψέλες καυσίμου που έχουν ήδη αρχίσει να τροφοδοτούν τα μέσα μαζικής μεταφοράς σε πολλές πόλεις.
Η τεχνική Boulder χρησιμοποιεί μια πανύψηλη σειρά κατόπτρων εστιασμένων σε ένα μόνο σημείο για να θερμάνει έναν αντιδραστήρα μεταλλικού οξειδίου στους 1,350°C και να δημιουργήσει μια αλυσίδα γεγονότων ατομικής κλίμακας που αρπάζει άτομα οξυγόνου από τον ατμό, απελευθερώνοντας τα μόρια υδρογόνου.
«Ο διαχωρισμός του νερού με το φως του ήλιου είναι το Ιερό Δισκοπότηρο μιας βιώσιμης οικονομίας υδρογόνου», λέει ο Alan Weimer, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Boulder. Αλλά η εμπορική εισαγωγή θα μπορούσε να είναι χρόνια μακριά. «Με την τιμή του φυσικού αερίου τόσο χαμηλή, δεν υπάρχει κίνητρο για καύση καθαρής ενέργειας». – Climate News Network
