E fabbriche di cimentu cum'è quella mostrata quì sò una fonte maiò di diossidu di carbonu chì riscalda u clima. Ma alcuni di sti inquinanti ponu esse cunvertiti in un novu tipu di carburante. Stu sale pò esse almacenatu in modu sicuru per decennii o più.
Questa hè un'altra storia in una seria chì esamina e nuove tecnulugie è azzioni chì ponu rallentà u cambiamentu climaticu, riduce i so impatti, o aiutà e cumunità à affruntà un mondu chì cambia rapidamente.
L'attività chì liberanu diossidu di carbonu (CO2), un gasu cumunu di serra, cuntribuiscenu à u riscaldamentu di l'atmosfera terrestre. L'idea di estrarre u CO2 da l'aria è di almacenà lu ùn hè micca nova. Ma hè difficiule da fà, soprattuttu quandu a ghjente pò permettelu. Un novu sistema risolve u prublema di l'inquinamentu da CO2 in un modu ligeramente differente. Cunverte chimicamente u gasu chì riscalda u clima in carburante.
U 15 di nuvembre, i circadori di u Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge anu publicatu i so risultati rivoluzionarii in a rivista Cell Reports Physical Science.
U so novu sistema hè divisu in duie parte. A prima parte implica a cunversione di u diossidu di carbonu da l'aria in una molecula chjamata furmatu per pruduce carburante. Cum'è u diossidu di carbonu, u furmatu cuntene un atomu di carbonu è dui atomi d'ossigenu, è ancu un atomu d'idrogenu. U furmatu cuntene ancu parechji altri elementi. U novu studiu hà utilizatu u sale di furmatu, chì hè derivatu da u sodiu o u potassiu.
A maiò parte di e pile à combustible funzionanu cù l'idrogenu, un gas inflammabile chì richiede pipeline è serbatoi pressurizati per u trasportu. Tuttavia, e pile à combustible ponu ancu funziona cù u formiatu. U formiatu hà un cuntenutu energeticu paragunabile à l'idrogenu, secondu Li Ju, un scientistu di i materiali chì hà guidatu u sviluppu di u novu sistema. U formiatu hà alcuni vantaghji rispetto à l'idrogenu, hà nutatu Li Ju. Hè più sicuru è ùn richiede micca un almacenamentu à alta pressione.
I circadori di u MIT anu creatu una pila à combustibile per pruvà u furmatu, ch'elli producenu da u diossidu di carbonu. Prima, anu mischiatu u sale cù l'acqua. A mistura hè stata dopu alimentata in una pila à combustibile. Dentru à a pila à combustibile, u furmatu hà liberatu elettroni in una reazione chimica. Quessi elettroni scorrianu da l'elettrodu negativu di a pila à combustibile à l'elettrodu pusitivu, cumpletendu un circuitu elettricu. Quessi elettroni scorrinu - una corrente elettrica - eranu presenti per 200 ore durante l'esperimentu.
Zhen Zhang, un scientistu di i materiali chì travaglia cù Li à u MIT, hè ottimistu chì a so squadra serà capace di scalà a nova tecnulugia in una decina d'anni.
A squadra di ricerca di u MIT hà utilizatu un metudu chimicu per cunvertisce u diossidu di carbonu in un ingrediente chjave per a pruduzzione di carburante. Prima, l'anu espostu à una suluzione assai alcalina. Anu sceltu l'idrossidu di sodiu (NaOH), cunnisciutu cumunemente cum'è liscivia. Questu provoca una reazione chimica chì produce bicarbonatu di sodiu (NaHCO3), megliu cunnisciutu cum'è bicarbonatu di sodiu.
Dopu anu accesu a corrente. A currente elettrica hà scatenatu una nova reazione chimica chì hà divisu ogni atomu d'ossigenu in a molecule di bicarbonatu di sodiu, lascendu daretu u formiatu di sodiu (NaCHO2). U so sistema hà cunvertitu guasi tuttu u carbone in CO2 - più di u 96 per centu - in questu sale.
L'energia necessaria per caccià l'ossigenu hè almacenata in i ligami chimichi di u furmatu. U prufessore Li hà nutatu chì u furmatu pò almacenà sta energia per decennii senza perde energia putenziale. Dopu genera elettricità quandu passa per una pila à combustibile. Se l'elettricità aduprata per pruduce u furmatu vene da l'energia solare, eolica o idroelettrica, l'elettricità generata da a pila à combustibile serà una fonte d'energia pulita.
Per allargà a nova tecnulugia, Lee hà dettu: "avemu bisognu di truvà risorse geologiche ricche di liscivia". Hà studiatu un tipu di roccia chjamata basalt alcalinu (AL-kuh-lye buh-SALT). Quandu sò mischiate cù l'acqua, ste rocce si trasformanu in liscivia.
Farzan Kazemifar hè un ingegnere à l'Università Statale di San Jose in California. A so ricerca si cuncentra nantu à u almacenamentu di u diossidu di carbonu in furmazioni saline sutterranee. L'eliminazione di u diossidu di carbonu da l'aria hè sempre stata difficiule è dunque cara, dice. Dunque hè prufittuosu cunvertisce u CO2 in prudutti utilizabili cum'è u formiatu. U costu di u pruduttu pò cumpensà u costu di pruduzzione.
Ci sò state assai ricerche nantu à a cattura di u diossidu di carbonu da l'aria. Per esempiu, una squadra di scientifichi di l'Università di Lehigh hà descrittu pocu fà un altru metudu per filtrà u diossidu di carbonu da l'aria è cunvertiscelu in bicarbonatu di sodiu. Altri gruppi di ricerca stanu immagazzinendu u CO2 in rocce speciali, cunvertendulu in carbone solidu chì pò esse poi trasfurmatu in etanolu, un carburante alcolicu. A maiò parte di sti prughjetti sò à piccula scala è ùn anu ancu avutu un impattu significativu nantu à a riduzione di l'alti livelli di diossidu di carbonu in l'aria.
Sta maghjina mostra una casa chì funziona à u diossidu di carbonu. L'apparechju mostratu quì cunverte u diossidu di carbonu (e molecule in e bolle rosse è bianche) in un sale chjamatu formiatu (e bolle blu, rosse, bianche è nere). Stu sale pò esse adupratu in una pila à combustibile per generà elettricità.
Kazemifar hà dettu chì a nostra megliu opzione hè di "riduce prima l'emissioni di gas serra". Un modu per fà questu hè di rimpiazzà i combustibili fossili cù fonti d'energia rinnuvevuli cum'è u ventu o u sole. Questu face parte di una transizione chì i scientifichi chjamanu "decarbonizazione". Ma hà aghjustatu chì fermà u cambiamentu climaticu richiederà un approcciu multiforme. Sta nova tecnulugia hè necessaria per catturà u carbone in e zone chì sò difficiuli da decarbonizà, hà dettu. Pigliate l'acciaierie è e fabbriche di cimentu, per citarne dui esempi.
A squadra di u MIT vede ancu benefici in a cumbinazione di a so nova tecnulugia cù l'energia solare è eolica. E batterie tradiziunali sò cuncepite per almacenà energia per settimane à a volta. Almacenà a luce solare estiva in l'invernu o più longu richiede un approcciu diversu. "Cù u carburante formiatu", disse Lee, ùn site più limitatu ancu à u almacenamentu stagionale. "Puderia esse generazionale".
Pò esse chì ùn brillerà micca cum'è l'oru, ma "Possu lascià 200 tunnellate... di formiatu à i mo figlioli è figliole", disse Lee, "cum'è eredità".
Alcaline: Un aggettivu chì discrive una sustanza chimica chì forma ioni idrossidu (OH-) in suluzione. Queste suluzioni sò ancu chjamate alcaline (in uppusizione à acide) è anu un pH superiore à 7.
Acquifero: Una furmazione rocciosa capace di cuntene riserve d'acqua sutterranee. U termine s'applica ancu à i bacini sotterranei.
Basaltu: Una roccia vulcanica nera chì hè generalmente assai densa (a menu chì una eruzione vulcanica ùn abbia lasciatu grandi sacchetti di gasu).
ligame: (in chimica) una cunnessione semipermanente trà atomi (o gruppi d'atomi) in una molecule. Hè furmata da forze attraenti trà l'atomi participanti. Una volta chì i ligami sò furmati, l'atomi funzionanu cum'è una unità. Per separà l'atomi custituenti, l'energia in forma di calore o altre radiazioni deve esse furnita à e molecule.
Carboniu: Un elementu chimicu chì hè a basa fisica di tutta a vita nantu à a Terra. U carbone esiste liberamente in forma di grafite è diamante. Hè un cumpunente impurtante di u carbone, di u calcariu è di u petroliu, è hè capace di autoassocià si chimicamente per furmà una larga varietà di molecule di valore chimicu, biologicu è cummerciale. (In a ricerca climatica) U termine carbone hè qualchì volta adupratu guasi in modu intercambiabile cù u diossidu di carbonu per riferisce à l'impattu putenziale chì una azzione, un pruduttu, una pulitica o un prucessu pò avè nantu à u riscaldamentu à longu andà di l'atmosfera.
Diossidu di carbonu: (o CO2) hè un gasu incolore è inodore pruduttu da tutti l'animali quandu l'ossigenu ch'elli respiranu reagisce cù l'alimentu riccu di carbonu ch'elli manghjanu. U diossidu di carbonu hè ancu liberatu quandu a materia urganica, cumpresi i combustibili fossili cum'è u petroliu o u gasu naturale, hè brusgiata. U diossidu di carbonu hè un gasu à effettu serra chì intrappula u calore in l'atmosfera terrestre. E piante cunvertenu u diossidu di carbonu in ossigenu per via di a fotosintesi è utilizanu stu prucessu per fà u so propiu alimentu.
Cimentu: Un legante adupratu per tene inseme dui materiali, facenduli indurisce in un solidu, o una colla spessa aduprata per tene inseme dui materiali. (Custruzzione) Un materiale finamente macinatu adupratu per ligà inseme a sabbia o a roccia frantumata per furmà u béton. U cimentu hè generalmente fattu in polvere. Ma una volta bagnatu, si trasforma in una pasta fangosa chì s'indurisce quandu si secca.
Chimicu: Una sustanza cumposta da dui o più atomi cumminati (ligati) in una proporzione è struttura fissa. Per esempiu, l'acqua hè una sustanza chimica cumposta da dui atomi d'idrogenu ligati à un atomu d'ossigenu. A so formula chimica hè H2O. "Chimicu" pò ancu esse adupratu cum'è aggettivu per discrive e proprietà di una sustanza chì risultanu da varie reazioni trà diversi cumposti.
Ligame chimicu: Una forza d'attrazione trà l'atomi chì hè abbastanza forte per fà chì l'elementi ligati funzionanu cum'è una unità. Certe attrazioni sò debuli, altre sò forti. Tutti i ligami parenu cunnette l'atomi spartendu (o pruvendu à sparte) elettroni.
Reazione chimica: Un prucessu chì implica un riarrangiamentu di e molecule o di e strutture di una sustanza piuttostu chè un cambiamentu di forma fisica (per esempiu, da solidu à gas).
Chimica: a branca di a scienza chì studia a cumpusizione, a struttura, e proprietà è l'interazzione di e sustanze. I scientifichi utilizanu sta cunniscenza per studià sustanze scunnisciute, per riproduce sustanze utili in grande quantità, o per cuncepisce è creà nove sustanze utili. (di cumposti chimichi) A chimica si riferisce ancu à a formula di un cumpostu, u metudu cù u quale hè preparatu, o alcune di e so proprietà. E persone chì travaglianu in questu campu sò chjamate chimichi. (in e scienze suciali) a capacità di e persone di cooperà, d'andà d'accordu è di gode di a cumpagnia di l'altri.
Cambiamentu climaticu: Un cambiamentu significativu è à longu andà in u clima di a Terra. Questu pò accade naturalmente o per via di l'attività umane, cumprese a combustione di combustibili fossili è a deforestazione.
Decarbonizazione: si riferisce à a transizione intenzionale da e tecnulugie, attività è fonti d'energia inquinanti chì emettenu gas serra à basa di carbone, cum'è u diossidu di carbone è u metanu, in l'atmosfera. L'obiettivu hè di riduce a quantità di gas di carbone chì cuntribuiscenu à u cambiamentu climaticu.
Elettricità: U flussu di carica elettrica, generalmente risultante da u muvimentu di particelle caricate negativamente chjamate elettroni.
Elettrone: una particella carica negativamente chì orbita di solitu intornu à a regione esterna di un atomu; hè ancu u purtatore di elettricità in i solidi.
Ingegnere: Qualchissia chì usa a scienza è a matematica per risolve i prublemi. Quandu hè aduprata cum'è verbu, a parola ingegnere si riferisce à a cuncepzione di un dispositivu, materiale o prucessu per risolve un prublema o un bisognu micca soddisfattu.
Etanolu: Un alcolu, chjamatu ancu alcolu etilicu, chì hè a basa di e bevande alcoliche cum'è a biera, u vinu è i liquori. Hè ancu adupratu cum'è solvente è carburante (per esempiu, spessu mischiatu cù a benzina).
Filtru: (n.) Qualcosa chì permette à certi materiali di passà è à altri di passà, secondu a so dimensione o altre caratteristiche. (v.) U prucessu di selezziunà certe sustanze basate annantu à pruprietà cum'è a dimensione, a densità, a carica, ecc. (in fisica) Un schermu, una piastra, o un stratu di una sustanza chì assorbe a luce o altre radiazioni o impedisce selettivamente à certi di i so cumpunenti di passà.
Furmatu: Un termine generale per i sali o l'esteri di l'acidu formicu, una forma ossidata di un acidu grassu. (Un estere hè un cumpostu à basa di carbone furmatu rimpiazzendu l'atomi d'idrogenu di certi acidi cù certi tipi di gruppi organici. Parechji grassi è olii essenziali sò esteri naturali di acidi grassi.)
Combustibile fossile: Qualsiasi carburante, cum'è u carbone, u petroliu (petroliu grezzu) o u gasu naturale, chì si hè furmatu in milioni d'anni in l'internu di a Terra da i resti in decomposizione di batteri, piante o animali.
Carburante: Ogni sustanza chì libera energia per via di una reazione chimica o nucleare cuntrullata. I combustibili fossili (carbone, gasu naturale è petroliu) sò combustibili cumuni chì liberanu energia per via di reazioni chimiche quandu sò riscaldati (di solitu finu à u puntu di combustione).
Pila à combustible: Un dispusitivu chì cunverte l'energia chimica in energia elettrica. U combustible u più cumunu hè l'idrogenu, l'unicu sottoproduttu di u quale hè u vapore acqueo.
Geulugia: Un aggettivu chì discrive tuttu ciò chì hè in leia cù a struttura fisica di a Terra, i so materiali, a storia è i prucessi chì si verificanu nantu à ella. E persone chì travaglianu in questu duminiu sò chjamate geologi.
Riscaldamentu climaticu: Un aumentu graduale di a temperatura generale di l'atmosfera terrestre per via di l'effettu serra. L'effettu hè causatu da l'aumentu di i livelli di diossidu di carbonu, clorofluorocarburi è altri gasi in l'aria, assai di i quali sò emessi da l'attività umane.
Idrogenu: L'elementu u più ligeru di l'universu. Cum'è gasu, hè incolore, inodore è estremamente inflammabile. Hè un cumpunente di parechji carburanti, grassi è di e sustanze chimiche chì custituiscenu u tissutu vivu. Hè custituitu da un protone (u nucleu) è un elettrone chì orbita intornu à ellu.
Innuvazione: (v. innuvà; agg. innuvà) Un aghjustamentu o un miglioramentu di una idea, di un prucessu o di un pruduttu esistente per rende lu più novu, più intelligente, più efficiente o più utile.
Liscivia: U nome generale per a suluzione d'idrossidu di sodiu (NaOH). A liscivia hè spessu mischiata cù olii vegetali o grassi animali è altri ingredienti per fà sapone in barra.
Scienziatu di i materiali: Un ricercatore chì studia a relazione trà a struttura atomica è moleculare di un materiale è e so proprietà generali. I scientisti di i materiali ponu sviluppà novi materiali o analizà quelli esistenti. L'analisi di e proprietà generali di un materiale, cum'è a densità, a resistenza è u puntu di fusione, pò aiutà l'ingegneri è altri ricercatori à selezziunà i migliori materiali per e nuove applicazioni.
Molecula: Un gruppu d'atomi elettricamente neutri chì rapprisenta a più chjuca quantità pussibule di un cumpostu chimicu. E molecule ponu esse cumposte da un tipu d'atomu o da diversi tipi d'atomi. Per esempiu, l'ossigenu in l'aria hè cumpostu da dui atomi d'ossigenu (O2), è l'acqua hè cumposta da dui atomi d'idrogenu è un atomu d'ossigenu (H2O).
Inquinante: Una sustanza chì contamina qualcosa, cum'è l'aria, l'acqua, e persone o l'alimentu. Certi inquinanti sò sustanzi chimichi, cum'è i pesticidi. Altri inquinanti ponu esse radiazioni, cumprese u calore o a luce eccessivi. Ancu l'erbacce è altre spezie invasive ponu esse cunsiderate una forma di biofouling.
Putente: Un aggettivu chì si riferisce à qualcosa chì hè assai forte o putente (cum'è un germe, velenu, medicina o acidu).
Rinnuvevule: Un aggettivu chì si riferisce à una risorsa chì pò esse rimpiazzata indefinitamente (cum'è l'acqua, e piante verdi, a luce solare è u ventu). Questu cuntrasta cù e risorse micca rinnuvevuli, chì anu una pruvista limitata è ponu esse effettivamente esaurite. E risorse micca rinnuvevuli includenu u petroliu (è altri combustibili fossili) o elementi è minerali relativamente rari.