Avfall CO2 kan vara kraftkälla

Avfall CO2 kan vara kraftkälla

Holländska forskare har tänkt upp en ny användning för all koldioxid som häller från skorstenarna i fossila bränslestationer: skörda det för ännu mer el.

De kunde, argumentera, pumpa koldioxiden genom vatten eller andra vätskor och producera ett flöde av elektroner och därmed mer el. Kraftgenererande stationer släpper ut 12 miljarder ton koldioxid varje år då de bränner kol, olja eller naturgas. Hem och kommersiella värmeanläggningar släpper ut ytterligare 11 miljarder ton.

Detta skulle vara tillräckligt, de argumenterar för att skapa 1,750 terawatt-timmar extra el årligen: ungefär 400 gånger utsignalen från Hoover-dammen i USA och allt utan att lägga till en extra gasp av koldioxid i atmosfären. Så utblåsningen från en cykel av elproduktion kunde användas omedelbart för att leverera ett annat strömflöde till gallret.

De gör påståendet i en tidskrift kallad Environmental Science and Technology Letters, som publiceras av American Chemical Society, och påståendet vilar på en 200-årig teknik som banades av Sir Humphry Davy och Michael Faraday: elektrolys.

Skörda energi från avfall

Bakom resonemanget är ett enkelt förslag, att varje kemisk händelse innebär något utbyte av energi. I en lösning innefattar denna rörelse av energi elektroner och joner som migrerar till katjon- eller anjonelektroder. I en blandning av två olika lösningar har den slutliga blandningen en energiinnehåll lägre än summan av de två ursprungliga lösningarna: eftersom energi inte kan skapas eller förstörs, måste det därför finnas någon energi tillgänglig för exploatering.

Bert Hamelers från Wetsus, ett centrum för vattenkvalité i Nederländerna och kollegor från Wageningen University rapporterar att de använde porösa elektroder och spolad koldioxid i vatten för att få strömmen av strömmen: gasen reagerade med vattnet för att bilda kolsyra, vilket i elektrolyten blev positiva vätejoner och negativa joner av bikarbonatet HCO3. När lösningens pH blir högre blir bikarbonatet ett enkelt karbonat och ju högre CO2-tryck, desto större ökning av joner i lösningen.

I sitt experiment fann de att när de spolade sin vattenhaltiga elektrolyt med luft, och växelvis med CO2, mellan sina porösa elektroder, började en elförsörjning byggas upp. Eftersom luften som kommer från skorstenarna i fossila bränsletankar innehåller allt upp till 20% CO2, även utsläppen utgör en potential för mer kraft.

De fann att de kunde få ännu mer kraft om de istället för en vattenlösning använde en elektrolyt av monoetanolamin. I experiment levererade detta en energitäthet av 4.5 mW en kvadratmeter.

Ironierna är att den här elenergin redan är potentiellt tillgänglig på toppen av kraftverkets skorsten, eftersom en lösning av växthusgas i luften omedelbart blandas med en annan lösning i luften hela tiden.

Ingen har givetvis ett sätt att skörda denna makt direkt, men ett gammaldags experiment med elektroder i ett laboratorium visar att enorma mängder potentiell kraft förloras varje dag, på oväntade sätt.

Grafenbatterier

Det skulle kräva stora investeringar - och en hel del ingenjörsförmåga - att driva växthusutsläppen till ännu mer el, men sådan forskning är en påminnelse om att forskare överallt letar efter smarta nya sätt att driva jorden.

Dan Li, en materialingenjör vid Monash University i Australien, rapporterar i tidskriften Science att han och hans team har utvecklat en grafenbaserad superkapacitet som är kompakt och kan laddas snabbt men kan vara så lång som en vanlig bly-syra batteri.

Det betyder att det kan användas för att lagra förnybar energi, kraftbärbar elektronik eller driva elektriska fordon. Grafen är ett nytt underbart material, en variant av grafit eller kol som är organiserad i lager, bara en atom tjock. "Det är nästan på scenen att flytta från labbet till kommersiell utveckling", säger Li.

Kraft från solljus och vatten

Och i samma tidning rapporterar ett lag från University of Colorado i Boulder i USA att de har en teknik för att koncentrera solljus och använda den för att dela vatten i sina komponenter av väte och syre: dessa två i kombination ger energi för väte bränsleceller som redan har börjat driva kollektivtrafik i många städer.

Bouldertekniken använder en högt uppsättning speglar som är inriktade på en enda punkt för att värma en metalloxidreaktor till 1,350 ° C och inrätta en kedja av atomskalan som griper syreatomer från ånga och frigör vätemolekylerna.

"Splitting water med solljus är den heliga graden av en hållbar väteekonomi", säger Alan Weimer, ledare för Boulder Research Group. Men kommersiell introduktion kan vara år borta. "Med naturgaspriset så lågt finns det inget incitament att bränna ren energi." - Klimatnyhetsnätverket

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}