Oxid uhličitý je sice pro život na Zemi nezbytný, ale zároveň je dnes dost nepopulární. Co kdybychom z něj ale vyráběli něco užitečného, jako jsou například plasty? Přínos by mohl být ohromný. O něco by ubylo oxidu uhličitého v atmosféře, kde má špatnou pověst jako skleníkový plyn. A zároveň by se ušetřily fosilní zdroje, které dnes používáme k výrobě plastů a dalších látek.
Doktorand Univerzity v Torontu Phil De Luna a jeho kolegové pracují na technologii, která by něco podobného mohla v budoucnu přinést. Při svém výzkumu využili kanadský národní zdroj synchrotronového záření Canadian Light Source (CLS). S jeho pomocí zjišťovali, za jakých podmínek nejlépe probíhá přeměna oxidu uhličitého na ethen (ethylen, etylén). A polymerací ethenu se snadno vyrobí polyethylen, tedy plast, který je v dnešní době nejběžnějším polymerem na světě. Roční produkce polyethylenu je teď zhruba 80 milionů tun. De Luna a spol. jsou s výsledky studie podle všeho velmi spokojeni. Jejich studie je jednou z prvních publikovaných v novém časopisu Nature Catalysis.
Ústřední reakcí této technologie je redukce molekuly oxidu uhličitého. Skleníkový plyn se při tom mění na další chemikálie, přičemž reakce vyžaduje elektrický proud a účinný katalyzátor. Roli katalyzátoru v takové reakci může sehrát nejeden kov. Katalyzátor ze zlata, stříbra nebo zinku vytváří z oxidu uhličitého oxid uhelnatý, zatímco cín s paladiem katalyzují přeměnu na formiát. Vznik ethenu z oxidu uhličitého umí katalyzovat jen měď.
Výsledkem jejich snažení je katalyzátor z mědi, která je uspořádaná do nanostruktur. S určením nejvíce vhodného tvaru a chemického prostředí pro požadovanou reakci vědcům pomohly analýzy na synchrotronu Canadian Light Source, prováděné v reálném čase. Když se jim podařilo určit ty nejlepší podmínky pro maximalizaci produkce ethenu během reakce, tak mohli vyvinout výkonný katalyzátor.
Pokud by vědci a inženýři dokázali propojit podobný katalyzátor s účinným systémem pro lapání a uskladňování oxidu uhličitého, tak bychom mohli získat výjimečnou „zelenou“ technologii, která bude chrlit plasty a jedním dechem usrkávat oxid uhličitý z atmosféry. Podle De Luny je to vzrušující výzkum, který nás přibližuje budoucnosti.
Video: CLS: Using the synchrotron towards environmental stewardship in the uranium industry.
Literatura
Canadian Light Source 15. 1. 2018, Nature Catalysis online 15. 1. 2018.
Jak z oxidu uhličitého vykouzlit metanol?
Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
Nová důmyslná molekula recykluje oxid uhličitý z atmosféry jako divá
Autor: Stanislav Mihulka (18.03.2017)
Nový pevný katalyzátor exceluje v rozkládání vody na vodík a kyslík
Autor: Stanislav Mihulka (03.08.2017)
Diskuze:
Článek 10 kanadských multikulturních žertéřů mě vyděsil,
Josef Hrncirik,2018-02-07 08:49:19
, že přišla doba, kdy je ekonomické i ekologické redukovat kvašením a pálením uvolněný CO2 nočním proudem v Cu kotli jako katodě, na ethanol a z přebytku vyrábět plast.
Z dosti tajemných důvodů jako Cu katalyzátor použili měď uvolněnou z Cu2Cl(OH)3 prášku složitě připravovaného reakcí cca CuCl2*17 H2O + 11 propylenoxid v acetonu a isopropylalkoholu.
Nerozpustný zásaditý chlorid měďnatý bez vysvětlení alchymysticky smíchaný s 25% sušiny Nafionu 117 byl v homeopatické dávce 0,65 mg sušiny (? ale možná i jen suspenze s 1% sušiny) nanesen na/cm2 papíru z uhlíkových vláken tlustých cca 10 um.
Ze sraženiny se na vláknech elektrolyticky v 0,1 M KHCO3 vyredukovala Cu v tloušťce (z bilance) jen cca 30 nm. Nedošlo ani k rovnoměrnému pokrytí C vláken.
Však si také potom stěžovali, že na holém C se uvolňují velké bubliny H2, které jim trhají tajemnou GDE membránu, snímky trhlin uvedeny na suppl. fig S3.
Potenciál katody vždy vyjadřovali oproti RHE (rev. H2 eldě) v systému,
později pohodlněji měřený oproti AgCl sat. KCl eldě a nakonec měřili díky tajuplnému Ag wire, na který jsem čuměl jako na drát, protože byl bez definovaného aniontu ev. eldy II. druhu.
Vlastní redukci (depozici) Cu nazývali redopozicí, přestože určitě Cu opakovaně nerozpouštěli a její morfologie závisela hlavně na napětí při redukci a po vyredukování se prakticky neměnila. Cu charakterizovali mikroskopicky, X difrakcí, X fluorescencí, Augerovou spektroskopií. Měřili in situ, i při chodu elektrolýz.
Z výsledků vyplynuly očekávané samozřejmosti, že při potenciálech nutných k redukci CO2
se z ev. Cu++ či Cu+ záhy vyredukuje Cu. Ve spektrech potom nebyl ani Cl, O, či F z tajemného Nafionu.
Selektivita redukce silně závisela na proudové hustotě (napětí) a při větších proudech klesala s časem, podobně i odpor. Nestabilnost procesu je vidět z fig. S3.
Kvůli nestabilitě zřejmě nikdy neměřili déle než půl směny (4 hodiny), viz S15. Z obr.S15 plyne, že po 23 hod klesne produkce etylenu na 0. Odvahu ověřit to nenašli. Nestabilita je vidět i v S16.
Chaos chování Cu katalyzátorů je shrnut v suppl. tab1. Možné bylo cokoliv.
V tab S3 je vidět mizení Cu++ a Cu+ během redukce, není však zřejmé, zda malá a klesající množství doposud nezredukovaných nejsou nedostupně hluboko pod povrchem.
V tab S4 se neodvážili chybné výsledky analýz normalizovat na součet 100%, a tak získali prémie za FE větší než 100%.
V suppl. tab. S5 nebozí peer reviewers zůstali stát v posvátné hrůze před vysokou vědou. U hodnot které vytekly z počítačového modelování nebyly jednotky a příspěvky byly řádově nesouměřitelné a nelogické. Co měli básníci na mysli (v 8 s. článku a 27 s. supl. mi došlo až konfrontací s článkem 13 členného multikulti německého týmu pendlujícího mezi 2 cyklotrony (francouzský se sympaticky jmenuje SAMBA).
Jednalo se o modelování Gibbsových energií adsorbovaných meziproduktů redukce (hlavně žádoucího dimeru nutného pro ethylen) na různých krystalografických rovinách Cu.
Aby čísla dávala jakýs takýs smysl, muselo by jít o kJ/mol a pro dimer COCO by měly být nutně cca dvojnásobné oproti CO. Nic takového ale z počítače nevypadlo!
Integrál CvdT je změna vnitřní energie a měl by se podobat očekávaným ?4 kJ/mol, určitě ne cca 0,1.
Ev. sorpční energie musí být výrazně menší než energie nutné k redukci či uvolněné dimerizací. Není možné, aby energie na Cu211 byly málem 2x větší než na Cu111 a změna byla srovnatelná s Gibbsovou energií samotného CO (termodynam. tab. příkladníku -137 kJ/mol).
Pro doražení peers v násl. tabulce sice uvedli e.V, ale opět to nevyhovělo elementární chemické logice výše uvedené. Navíc záhadně rozlišují Cu a ERD (elektroredepozitované) Cu.
Ekologicky připravený ethylen pro plasty, nebo etylenoxid do termobarických (vakuových) bomb tak brzy nebude.
Článek 13 německých multikulturních žertéřů vsadil na trhy stříbra a generátorového plynu (CO)
Josef Hrncirik,2018-02-07 10:56:30
Na 9 stranách článku a 31 s. suppl. práce 10.1002/anie.201704613 popisují, jak plazmovým výbojem aktivovaný povrch Ag fólie umožňuje elektroredukci CO2 na žádoucí CO.
Při napětí -0,6 V vůči RHE vznikal CO s 90% FE účinností (pokud dobře měřili a počítali), bohužel jen při směšné proudové hustotě 20 A/m2 Ag.
Protože redukce CO2 na CO vyžaduje rozkladné napětí větší o 0,1 V než pro vodu (H2), je zřejmé, že měli na katodě přepětí 0,5 V. Na anodě pak nejméně 0,2 V (ale to pro jistotu neměřili).
Energetická účinnost tedy byla max. 1,33/(1,33+0,5+0,2)= 666°/°°.
Týmy se vzájemně předbíhají, předbíhají dobu, peer reviewers, ale i samy sebe.
Pečlivě uvádí tloušťky fólií, výkon do plazma, ale plochy fólií utajují.
O2 plazma vytváří na Ag oxidy. Ty lze redukovat H2 plazma či při elektrolýze.
Aktivované Ag sledovali stejnými technikami (které po nich použili kanadští žertéři).
Selektivity elektrod byl podobně nestabilní jako u Cu a nakonec vítězí redukce H2 z vody.
Elektrolytická šichta jim trvala max. 3 hod.
Vyřádili se hlavně na modelování. Jejich rozumné jednotky, popisy a komentáře kanaďané nedokázali opsat. Rozdíly sorpční energie CO na Cu111 a Cu211 cca 0,4 eV odpovídají cca 40 kJ/mol, což je přijatelné. Termodynamické limity odpovídají osvědčenému komunistickému příkladníku FCH.
Daly by se vytipovat kovy a roviny katalyzující redukci a uvolnění CO či tvorbu reaktivního dimeru a nakonec až etylenu a nutná přepětí.
U stejného roztoku 0,1 M KHCO3 naměřili pH lišící se o 0,4; tj. i potenciál RHE odlišný o cca 0,02 V.
Nelze se divit, že kanaďané od nich opsali jejich FE větší než 100%, aba také dosáhli na prémie.
Na fig.S2 je vidět, že i Ag ušlechtilá katoda po 3 hodinách šichty malým proudíčkem viditelně hrubne a ztrácí glanz a je lepší včas odejít.
Z S5 je vidno, že odpor eldy je velkých cca 8 ohm (možná /cm2).
Z S11 je vidno, že po 8 h (raději neměřeno) generátorový plyn ztrácí požadovanou toxicitu a H2 šumí na katodách, kterými hučí max. 20A/m2 Ag999.
fS13 s rozdílem cca 0,24 e.V pro sorbovaný CO - CO2 je nejspíš v rozporu s energiemi fS6 a mlátí o zem s tabulkovou hodnotou pro redukci 2e*1,3 V = 2,6e*V očekávaných v příkladníku. Totéž i v fS14, kde rozdíl e.V mezi stavy COg - CO2g (ev.? nesorbovaných!!!)nedává cca 2,6.
Nelze se pak diviti, že kanaďané se bojí napsat jednotky a peers vrací své odměny.
Ekologická výroba generátorového plynu a jeho žádoucí zhodnocení na osvědčený fosgen se tedy zatím odkládá.
Futures s dlouhou pákou na měď a ethylen rozhodně nejsou ohroženy.
Josef Hrncirik,2018-01-25 07:48:47
Je to zřejmé, pokud článek z Nature Catalysis konfrontujeme s tvrdými thermodynamickými daty z komunistického příkladníku fyzikálné chemie, Bareš, SNTL 1971.
Re: Futures s dlouhou pákou na měď a ethylen rozhodně nejsou ohroženy.
Josef Hrncirik,2018-01-25 21:45:07
DOI článku 10.1038/s41929-017-0018-9. Článek bude po určitou dobu zdarma (ani se při té kvalitě nedivím), jinak na Vladimírově Scihub.
Na 2 Cu katalyzátorech byla proměřována jejich selektivita při elektrolytické redukci 0,1 M roztoku KHCO3 dobublávaného CO2 na pH cca 6,7. Tento katodový roztok byl oddělen Nafionovou membránou a tajemnou GDE prý plyn oddělujcí membránou, která se jim však plynem trhala (viz. obr.3suppl).
Na anodové straně byla použita Ni síťovina jako elektroda.
Anodové děje nebyly měřeny, není zmíněn ani anolyt.
Celkové rozměry a provedení nejsou zřejmé, možná jsou v odkazech.
Jako výsledky je udávána proudová hustota při potenciálu Cu elektrod vůči RHE (vratné vodíkové elektrodě za pH systému (to je typický kanadský žertík, protože se jednak pomíjí nutný anodový děj (produkce O2, která nemá nikdy přepětí menší než 0,2 V nad uvolňovací potenciál pro O2) a napětí je jen vůči RHE, která má v 0,1 M KHCO3 syceném CO2 potenciál -0,4 V, (na rozdíl od vztažení ke standardní RHE s potenciálem 0, jak je zvyklý evropan)).
Někdo si potom naivně myslí, že kanadští dřevorubci hravě vyredukují vodík či etylen v elektrolyzéru napájeném na svorkách např. v článku často uváděným napětím 0,7 či 1,2 V vůči RHE.
Najednou je z toho ale i na pouhé katodové straně okamžitě o 0,4 V víc, tj. 1,1 až 1,6 V.
O2 na anodě vyžaduje min. 1,23 - 0,4 = 0,83 V + nejméně 0,2 V přepětí a místo zdánlivých zázračných 0,7 - 1,2 V musí být na svorkách alespoň trapných reálných 1,23 + 0,2 + 0,7 = 2,13 až 2,66 V.
A to ještě nejsou započítány poklesy napětí na odporech přívodů a v elektrolytech či membránách a "chemické zkraty".
Jistě chápete, že se s tím dřevorubci nechlubí.
Z termodynamických tabulek příkladníku lze vypočítat ze změny Gibbsovy energie reakce a počtu vyměněných elektronů nejnižší možná rozkladná svorková napětí pro uvažované reakce. Vždy plynný kyslík a následující vybrané produkty:
H2 1,23 V; CO 1,33; HCOO- 1,17; CH3COO- 1,08; C(s) 1,02; CH4 1,06; C2H4 1,15; CH3OH 1,21; C2H5OH 1,14 V.
Je vidět, že nejobtížnější je získat CO a snadno acetát. Etylen je někde uprostřed. Situace závisí i na napětí (tj. proudové hustotě) a katalyzátoru.
Pokud vyredukuji etylen, nutně musím vyoxidovat kyslík a při např. -0,7 V katody proti RHE vlastně místo nutných svorkových 1,15 V používám minimálně 2,13 až 2,66 V.
Energetická účinnost je pak nutně menší než 1,15/2,13 = 54 % ba i jen 1,15/2,66 = 43%.
Dále se snižuje chemickým zkratem na opačných elektrodách a nutným ztrátám energie při vedeních, transformacích a usměrňování.
Obvykle vznikala směs organických látek s H2 či CO.
Látky vzniklé byly stanoveny pomocí plynové chromatografie či NMR.
Poměr množství molů produktů byl naprosto formálně vydáván za faraday účinnost. Problémy se stanovením a úniky (ev. i do či z anolytu a chem. zkraty byly ignorovány, stejně jako elementární chyba ve vzorci pro far. úč. v poslední větě článku
FE=...= 2x...; kde místo 2 má být pochopitelně opsané (nevhodné e).
Nevšiml si toho nikdo z 10 vědců publikace, ani 2 nepodplatitelní peer rewievers, kteří to tak daleko za pár set dolarů nedočetli a navíc tomu nerozumněli.
Vlastně zákonitě je ani nepřekvapily FE větší než 100%, které vlastně ani nebyly FE.
A navíc
Pavel Aron,2018-01-22 10:17:47
Problém s emisemi CO2 je uměle vytvořený problém, který pak řeší politici tím, že cestují letadly na své eko a klimatické konference :-(
Re: A navíc
Milan Krnic,2018-01-23 17:24:21
Uměle vytvořený, tj. konspirace, to zcela jistě není. "Špinavá energie" je problém, a tak to už holt chodí, že se označí viník, zde CO2. Na to se časem nabalí další ekonomické zájmy, a tak třeba z původní pěkné ekologické myšlenky vzejde paskvil, jaký máme dnes, kdy je prý i spalování lesů ve velkém zcela ekologické, zatímco jádro je fuj. Je to ale naprosto normální, nemá smysl si z toho dělat hlavu.
Myslím že skutečné řešení
Pavel Aron,2018-01-22 10:14:32
Je jedině v omezení šílené spotřeby paliv, surovin a vůbec všeho. Je nás moc a spotřeba obrovská. K tomu způsob života. Budujeme obrovská města, kde se snažíme maximalizovat své pohodlí, abychom toho pohodlí byli pak tak přesyceni, že musíme vzít auto či bus a jet mnoho kilometrů do přírody a tam vybíjet svou nadbytečnou energii či shazovat nadbytečná kila :-) O tom, že na to sportování ještě potřebujeme drahé outdoorově super vybavení ani nemluvě.
Re: Myslím že skutečné řešení
Jiří Novák,2018-01-24 17:17:33
Jenže současné pojetí světa je vybudované právě na nesmyslné spotřebě. Pořídíte si výrobek, pohrajete si a hodíte ho do popelnice. A pořídíte si další. Ale nikdo už se nezamyslí nad tím, jestli tu danou věc, nebo službu vlastně potřebuje. Jestli ho to opravdu udělá šťastnějším. Nebo jestli to po čem celou dobu baží není náhodou v něčem úplně jiném.
Má to jeden zádrhel
Pavel Aron,2018-01-22 10:07:57
A to dost základní. Totiž energetická bilance. Při spalování fosilních paliv či organické hmoty s uhlíkem vzniká CO2 a uvolňuje se energie, což je to co potřebujeme. Pokud chceme zpět vyrobit uhlovodík, třeba zmiňovaný ethen, musíme stejnou energii dodat. Respektive více, protože žádný cyklus neprobíhá se 100% účinností. Katalyzátor může účinnost zlepšit usměrnit reakci požadovaným směrem, ale nic víc. Že v uvedeném příkladu je ethen pro výrobu plastů, nikoliv pro spalování na té energetické bilanci nic nezmění. Stále budeme potřebovat energii na jeho výrobu. Pozitivum bych viděl v tom, že se jedná plus minus o recyklaci plastů, ale tu asi umíme i s menší spotřebou energie. Co vy na to ?
Re: Má to jeden zádrhel
Petr Matas,2018-01-31 20:34:45
Naprostý souhlas. Dokud využíváme fosilní paliva pro výrobu elektřiny v základním režimu, nemá smysl snažit se o proces opačný (tedy výrobu uhlovodíků pomocí energie). Dokonce je možná zbytečná i recyklace plastového odpadu, protože jeho energetické využití může (ale nemusí) být ekonomicky výhodnější a o to méně se pak spálí fosilních paliv. Ze stejného důvodu nemá cenu vyhánět fosilní paliva z dopravy (pokud vozidlo splní limity na vypouštěné jedy): Uhlovodíky jako zdroj energie v dopravě považuji za elegantní řešení (určtě tušíte, co udělá velký akumulátor, když se poškodí silným nárazem), ale v elektroenergetice za mrhání cennou surovinou a ekologický zločin.
Hurá, hurá na plasty
Vlastislav Mach,2018-01-20 17:16:58
No jen ať je plastů ještě víc. ( A co takhle jejich recyklace? ) Když ne z fosilních paliv, tak z atmosféry. Ať je jich co nejvíc a všude se válí. Ne po nás potopa, ale po nás PLASTOTA.
Mimozemské využití
Vojtěch Kocián,2018-01-19 07:16:16
Větší využití podobných technologií bych viděl při letech do vesmíru. Tam je oxid uhličitý větším problémem a uhlovodíky méně dostupným materiálem.
Záleži aké mechanizmy v naväčšej miere zapríčiňujú zmenu klímy
Anton Matejov,2018-01-19 06:34:25
Osobne sa viacej obávam zrychľujúceho prenikania oveľa sklenikovejšieho metánu do atmosféry, ako CO2. Alebo výbuchu supersopiek veľkého rozsahu. Neviem si presnejšie ani predstaviť, ako drastickí zmení klímu, výbuch supersopiek ako Yellowstonska supesopka, či Campi Flegrei okolo Neapola.
Tie veľmi teplé obdobia a doby ľadové na Zemi už boli, a boli bez ľudí. Nejde zo všetkého teda viniť dnešných ľudí, výrobu, či poľnohospodárstvo.
Z prehistórie dobre poznáme, že naší predkovia doslova vypaľovali celé lesy, aj na našich územiach, aby sa dostali k poľnohospodárskej pôde. C02 takto pumpovany do atmosféry ani nespôsobil nárast teploty.
Na našich územiach bolo asi o 2 stupňa priemerne teplejšie. Preto civilizácie na územiach ČR, SR, Rakúska údajne prekvitali.
Zmeny klímy vo veľkom rozsahu síce boli. Všeobecne sa dnes prevladajú názory, že za katastrofálnymi zmenami klímy najviac stoja výbuchy supersopiek, dopady komét, asteroidov a podobne.
Ak skúmam našu pradávnu prehistóriu. začal som si uvedomovať, že čo najviac nás tu často pletie, je že moria a oceány stúpli za posledných desať tisíc rokov cez 100 metrov. Mnoho artefaktov je vlastne zatopené, pod morom. O niečo viac budeme vedieť, ak zlepšíme podmorskú archeológiu.
Asi okolo 6000 pred naším letopočtom sa prelomila napríklad Bosporská úžina a do Čierného mora vtedy sladkovodného jazera začalo prenikať Stredozemné more. O presnejšej datácii tejto katastrófy sa dodnes ešte dohadujú. Na našich územiach sa začali objavovať veľké obranné valy. Asi začalo dochádzať k vojnám kvôli veľkej migrácii národov.
Jazykovedci napríklad tvrdia, že k rozdeleniu indoeurópských jazykov údajne došlo okolo 6000 pred naším letopočtom. Genetici vyšli s teóriami hrdla, že údajne okolo 8000 - 4000 tisíc rokov pred naším letopočtom hrozilo mužom vymretie.
Prelomilo sa aj veľké jazero v Severnej Európe a vzniklo Baltské more. K lepšej datácií som sa ešte nedostal.
Kontinent Európy s Britániou bol niekedy spojený. Kedy dané územie zatopilo sa presnejšie ešte nevie. Prelomilo sa asi okolo 6000 pred naším letopočtom aj veľké jazero v Severnej Amerike, ktoré tam vzniklo topením ľadovcov a obrovské potopy v dnešnej dobe malo predstaviteľne. Aj americké prehistorické civilizácie sa teda zmieňujú o veľkej potope. Aj v Číne sa prelomilo veľké jazero presnejší mechanizmus nepoznám, ani lepšiu datáciu.
Najnovšie výskumy z Indie a Pákistanu dokazujú, že za zánikom jednej z najstarších civilizácii, Harapskej civilizácie stojí zmena klímy. Nesprávne niektroré staršie dokumenty tvrdia, že najstaršie civilizácie boli Sumerské a Egyptské.
Posledné teórie hovoria, že za zánikom Neandrtalcov asi nestoja moderní ľudia a vôbec neboli menej inteligentní ako ľudia. Dokonca aj pochovávali svojich druhov. Za zánikom Neandrtálcov asi stoji výbuch Európskej supersopky Campi Flegrei západne od Neapola. Metrové nánosy popola z daného výbuchu našli v Bulharsku. Stopy nánosov z výbuchu danej sopky našli aj ďaleko na Sibíri. Ten menší počet Neandrtalcov čo prežili okolo Španielska a v Británii už bol naštartovaný k zániku. Ľudia údajne prežili preto, že boli osídleni na všetkých kontinentov.
Zmeny klímy, čo už prežili naší prehistorickí predkovia je oproti zmenám klímy v dnešnej dobe smiešne nariekanie.
Zrýchlene sa topia aj ľady na Severe. Nielen v Grónsku v Antraktíde. Nárast hladín oceánov bude neúprosny a zatopia niektoré štáty. Zmenia klímu. Napríklad v Európe je najviac ohrozené Holandsko. Spod ľadu tam unika čoraz viac uväzneného metánu. Nezmenia tieto faktory onedlho aj Gólfsky prúd? A zasa katastrofálne zmeny klímy v Európe?
Re: OT
Roman Halaj,2018-01-19 20:22:06
Nehnevajte sa na mna, ale co tym vlastne chcete povedat? Nazov clanku: "Katalyzátor z nanomědi recykluje oxid uhličitý na ethen", Vas prispevok je (zial opat) masivne mimo temu, formou aj obsahom patri skor na blog. Tiez sem nepisem uvahy o svojom zazivani, prelozeny stravovacimi navykmi v roznych kluturach, aby som z toho vyvodil osobny dojem, ze by sa niekto mal venovat viac metanu/vodnym param/topeniu ladovcov/vymieranou druhov/vyvoju v strane a spolocnosti.
Re: Záleži aké mechanizmy v naväčšej miere zapríčiňujú zmenu klímy
Jan Novák9,2018-01-20 20:35:53
Biomasa se na dno oceánu neukládá,
1. bylo prokázáno že se vrací do oběhu potravním řetězcem a na dno dopadne nepatrné množství a
2. na dně je většinou písek, což není uložená biomasa - pokud se biomasa neukládala doteď, je malá pravděpodobnost že by s tím začala kvůli hnojení.
Co se týká zatopení mořem, tak podle předpovědí Ala Gora a dalších oteplovačů okolo roku 2000, New York a podstatná část Floridy je už pod vodou, jenom si toho domorodí truhlíci ještě nevšimli :-))
Vědci?
Jan Sen kuča,2018-01-18 22:58:14
Kdy si konečně všichni ti "věhlasní vědátoři", kteří řeší jak "recyklovat=snížit obsah" CO2 ve vzduchu vzpomenou na základní školu, kdy se učili o FOTOSYNÉZE ??? Kdyby místo katalyzátoru z něčeho a přívodu elektřiny do toho... zasadili strom - to by koukali , že to funguje!!!
A dokonce to ukládá i uhlík do dřeva a produkuje kyslík !!! Tak hurá pro lopaty a můžete hned přispět k záchraně Země ! :-)
Re: Vědci?
Jiří Kocurek,2018-01-18 23:58:02
Nanosit uhlí! Místo vymýšlení nesmyslů jako ústřední topení by ti vědátoři měli nanosit uhlí do patra. 100 let dozadu ale nebyl internet a tak tato geniální myšlenka zapadla.
Re: Vědci?
Pavel Hudecek,2018-01-19 02:34:48
Bohužel ten strom taky není žádná sláva. Problém je, že rostlina drtivou většinu energie spotřebuje pro jiné účely než tvorbu materiálu. Z toho co vím o biopalivech:
- Nejlepší jednoleté plodiny vykazují účinnost konverze asi 1 promile.
- Čím déle rostlina roste, tím hůř. Takže strom na tom je ještě klidně 10-100x hůř.
Pokud by se tedy podařilo udělat řekněme chemičku napájenou ze solární elektrárny, která by produkovala PE peletky a celé by to mělo účinnost třeba 1 %, bylo by to proti lesu stejné velikosti 100-1000x lepší.
No a teď trochu počítání:
- V ČR na 1 m2 dopadne asi 1 MWh světla za rok
- spalné teplo C2H4 je asi 50 MJ/kg, tedy 14 kWh/kg
- Při účinnosti 1 % tedy dostaneme z m2 asi 0,7 kg C2H4 ročně, z hektaru to bude 7 tun, z toho víc než 90 % je uhlík.
Potud to vypadá super (pokud si odmyslím, že si moc nedovedu představit, jak efektivně v tak velkém množství vychytávat CO2, kterého je ve vzduchu jen 0,04 % - ale nechť na to padne většina z 15 % účinnosti solární elektrárny).
No a teď si představím uhelnou elektrárnu o výkonu 1 GW, tedy s topeništěm o výkonu 2 a víc GW, jak polyká uhlí se spalným teplem 20 MJ/kg. Tzn. spálí 100 kg za sekundu. Těch 7 tun, co za rok vyprodukoval hektarový solárněchemický komplex sežere za 70 sekund.
Místo uhelné elektrárny si samozřejmě lze představit i pár desítek tisíc jedoucích aut.
Závěry:
- Jakékoli představy efektivního pohlcování CO2 ze vzduchu konvenčním zemědělstvím, nebo průmyslem, jsou zcestné.
- Tahle technologie by ale nemusel být úplně špatný producent plastu. Dejme tomu, že by se to postavilo právě vedle uhelné elektrárny, takže CO2 by byl k dispozici ve 100x větší koncentraci a s pomocí soláru by to ve dne vyrábělo plast z vody a CO2.
- Pokud by skutečně bylo potřeba snižovat koncentraci CO2, tak je asi jediná možnost: Chemtrails:-) Hnojit oceány z letadel železem. V oceánu není problém pohltit ohromné množství CO2 do biomasy, která skončí na miliony let na dně, jediné co k tomu chybí, je železo. Přičemž ty řasy ho potřebují jen desítky až stovky mg/kg, takže "návratnost investice" železa je v řádu desetitisíců až statisíců. Spíš ještě mnohem lepší, protože uvedené mg/kg se týkají potravinářsky využívaných řas u kterých se producenti tím železem chlubí, takže lze očekávat, že při přirozené kompetici budou vítězit organizmy, které to železo využijí efektivněji.
Re: Re: Vědci?
Florian Stanislav,2018-01-20 01:00:04
No s ukládáním biomasy a na dno oceánu bych byl opatrný. V oceánech je vázaného uhlíku spousta, ale jako H2CO3, na dno spíš CaCO3, což jako biomasa nevypadá.
http://fsinet.fsid.cvut.cz/cz/U218/peoples/hoffman/PREDMETY/COVP/Foto-ekologie/Cyklus%20uhliku%20v%20prirode.jpg
Fotosyntéza rovnováhu nezachrání, asi polovina emisí CO2 zůstává v ovzduší. Kromě toho jak někdo doporučuje vysazování stromů, tak strom se spálí nebo se rozloží na CO2 a methan. Zajímavé je, že někdo vymyslel, že biomasa a její spalování nenaruší rovnováhu CO2 a jiný tak chce lapat CO2. Před 1000 lety bylo 90% našeho území pokryto lesy ( stejně tak Severní Amerika a Sibiř) a nezdá se, že by to mělo valný vliv na klima. Bylo spíše vikingské tepelné optimum.
Článek je o převedení CO2 na ethen, což vzhledem k budoucímu nedostatku ropy je dobré, když máme
16 581 dní do vyčerpání ropy.
Re: Re: Re: Vědci?
Rastislav Paluš,2018-01-20 15:24:04
"máme 16 581 dní do vyčerpání ropy" - To je akože čo za údaj? Ropa nebude vyčerpaná nikdy - len náklady na ťažbu nakoniec stúpnu natoľko, že už nebude efektívne vyťažiť ani ďalší liter.
Re: Re: Re: Re: Vědci?
Florian Stanislav,2018-01-21 09:40:22
Samozřejmě, těžitelná ropa se skoro vyčerpá. Uvádí se i 130 let, což je asi 47 000 dní. Cosi se dá předpokládat, cosi vypočítat, čili i zpochybnit. Kromě toho, že ropy bude nedostatek. Ropa jakoby dochází mnohokrát od 1860 počátku těžby v Pensyvánii.
Nedostatek bude i vody ( pitné a na zavlažování) řekněme kolem 2050, voda se nevyčerpá, ale bude jí málo.
Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Milan Krnic,2018-01-21 11:25:49
Abych to upřesnil. Bude jí dost, ale bude výrazně dražší, se všemi důsledky. Ekonomickému růstu v oblasti vodohospodářství vstříct.
Re: Re: Vědci?
Petr Dvořák7,2018-01-21 18:41:33
Nedá mi nereagovat a nezeptat se, kde berete ta čísla?
Teoretická účinnost fotosyntézy je kolem 5% konverze do biomasy, podle metabolismu rostliny atd. V reálných podmínkách i přes 2%.
Stromy na tom nejsou hůř, proč by měly být?
Jednoduchý příklad: ani v podmínkách ČR není takový problém získat z jednoho hektaru přibližně 10 tun suché nadzemní biomasy.
Trocha počítání:
10000 kg / 10000 m^2 = 1 kg/m^2 = 18 MJ/m^2
18 MJ / 3600 MJ (vámi uvedená 1 MWh na metr čtvereční a rok) = 0.5%
Tedy u dobrých jednoletých plodin (například kukuřice) lze dosáhnout zhruba tohoto čísla, tedy pětinásobku, než uvádíte. Zde https://theses.cz/id/ttz8u8/Diplomov_prce__Gabriela_Trojkov.pdf autorka uvádí výnos až 21,6 t sušiny na hektar u čiroku. Lépe uzpůsobené jsou však vytrvalé byliny, které nemusejí každoročně zakládat kořenový systém (a nemusíte orat a vysévat) .. horní hranice se pohybuje okolo 40t/ha/rok, tj. konverze kolem 2% celoročního svitu. Porosty dřevin nijak nezaostávají a čísla jsou zde podobná, v ČR bez problému přes 10 tun přírůstku sušiny na hektar se solidním šlechtitelským potenciálem.. (mj. mají výhodu v rychlém rozvinutí asimilačního aparátu na začátku vegetace)
... a na závěr, podzemní části bylin a dřevin nejsou vytěženy, zůstávají v půdě, energii z nadzemních částí není nutno využít všechnu a část uhlíku je možno dlouhodobě ukládat (stavební materiály, dřevěné uhlí na zlepšení půdy apod.)
Re: Re: Re: Vědci?
Josef Hrncirik,2018-01-21 19:10:50
Pro začátek by se alespoň vytěžené uhelné doly měly zavážet vyrobeným dřevěným uhlím a vytěžená ropná ložiska plnit bioethanolem a methanem z bioplynek.
Re: Re: Re: Re: Vědci?
Petr Dvořák7,2018-01-21 22:24:33
To by dávalo smysl asi jako Váš příspěvek. ;)
No ale sranda musí být, to je pravda. :)
Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Josef Hrncirik,2018-01-22 20:37:38
Aby se tam vešlo zpět již vytěžené množství uhlíku, muselo by se pochopitelně porézní dřevěné uhlí extrémně lisovat, nebo převádět na grafit či alespoň HD polyethylen.
S tím lihem to taky nejde, má v sobě zbytečný kyslík a malou hustotu.
Musel dehydratací převést na etylen a potom alespoň na alfa olefiny či zase HDPE. Skutečně to chce vládnout etylenem.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Petr Dvořák7,2018-01-23 01:27:12
Konečně rozumná řeč! Naštěstí pilotní projekty bezpečného ukládání uhlíku do polyethylenu i jiných polymerů jsou již v plném proudu. První generace této technologie používá světové oceány, což má jistá negativa, ale pozitiva je jistě v brzku převýší!
p.s. Pavel Hudecek je vaše alter ego?
Re: Re: Re: Vědci?
Pavel Hudecek,2018-01-23 04:36:44
Nikdo není neomylný, ani já ne:-) Buď si to špatně pamatuju, nebo jsem tehdy, když jsem to hledal, narazil na špatné zdroje. Už to nějakej ten rok bude.
Pokud je to jak píšete, tak bude nejspíš lepší pěstovat kukuřici a dělat z ní PLA.
Tedy, pokud je zájem vyrábět plasty bez ropy.
Pokud je zájem o snížení CO2, tak bych určitě začal tím, aby politici a "vědci" co to prosazují, přestali létat letadly na konference o CO2. Hlásají prý velký pokrok, přitom nejsou schopni použít základní pokrokovou technologii, jako je videokonference:-)
A kdyby se prokázalo, že je skutečně potřeba snižovat CO2, tak ať začnou s hnojením oceánů...
Re: Re: Re: Vědci?
Milan Krnic,2018-01-23 17:11:18
Tak ještě, že v té půdě zůstávají (do doby, než jsou vytěženy také, případně vypáleny, atp.). Vždyť ten les je takový nekonečný zdroj živin. Nu což, v písku se zase dobře závodí.
Re: Re: Re: Re: Vědci?
Petr Dvořák7,2018-01-23 19:49:32
Milan Krnic: jak jistě rozumíte, smyslem mého příspěvku bylo ukázat, že se snadno dopočítáte k poměrně zajímavé účinnosti. To, co zůstane v zemi, je často ekvivalent toho, co se sklidí nad zemí, tedy ta účinnost je ještě vyšší. Nikdo ale netvrdí, že by se to mělo vytěžit také. Právě naopak, uváděl jsem, že dřevěné uhlí v půdě se dá použít pro dlouhodobé uložení vyvázaného atmosférického CO2, čímž jako (podstatný) bonus uzavřete koloběh živin a zlepšíte strukturu, biologickou aktivitu i retenční schopnost půdy. Samozřejmě zaplatíte účinností. Otázky týkající se udržitelného zemědělství a lesnictví asi přesahují rámec této diskuse, ale obojí je jistě možné.
Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Milan Krnic,2018-01-23 20:20:32
Že se v rámci úvah "snadno dopočítáte" a "nikdo netvrdí, že by se to mělo vytěžit také" se samozřejmě říct dá, realita je však jiná. Jen mi uniká smysl výroby dřevěného uhlí, když bychom ho poté zahrabávali tam, kde dříve byl les.
Koloběh živin, strukturu, biologickou aktivitu i retenční schopnost půdy zaručuje samotný biotop. Když vykácíte les, jsou záruky ty tam.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Petr Dvořák7,2018-01-23 23:19:07
Teď nevím, kterou realitu myslíte. Těch 10-30 tun sušiny na hektar jsou reálná čísla.
Zbytky kořenů po sklizni např. kukuřice v reálu také nikdo netěží.
Jinak, řeč byla spíš o bylinných vytrvalých kulturách nebo o výmladkových plantážích, které dávají mnohem větší smysl, než např, řepka nebo kukuřice a můžou mít i smíšený užitek (např. produkci ořechů aj...). Lesy jsou využívány spíš na řezivo..
Dřevěné (nebo bylinné..) uhlí obsahuje jen část energie, část můžete získat při jeho výrobě a živiny vrátit v lepší podobě, než v podobě popela..
Samozřejmě, ono to celé je o kontextu.. o způsobu hospodaření i o tom, jestli se létá na ty konference letadlem, nebo jestli věříte, že by se měl problém řešit i na straně spotřeby atd.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Vědci?
Milan Krnic,2018-01-24 16:51:22
V mé realitě se dřevo z lesů čím dál více využívá jako palivo, viz zdejší články pana doktora Wagnera, bylinné vytrvalé kultury nejsou většinově rozšířeny, a dřevěné uhlí nevracíme zpět na pole. Tedy zmiňuje úvahy, co by, kdyby, a s těmi jako takovými souhlasím. Jenže o tom se napsala už spousta pojednání v rámci udržitelného hospodaření, a skutek utekl.
Problém je jedině ve filosofii růstu a konzumu. Ač je jasné, že v omezeném čase neomezeně růst nelze. Jenže zatím ten prostor je, a mě to vyhovuje, mám se jako prase v žitě. Po nás potopa :)
Energie
Alexandr Kostka,2018-01-18 18:20:12
Říkají, že to potřebuje dodávat elektřinu. Což má ten drobný háček, že jaderné elektrárny jsou pro zelené fuj, "obnovitelné" zdroje vyprodukují v lepším případě tolik elektřiny kolik do nich bylo vloženo při výrobě.. A pálit uhlí (nebo plyn) za produkce CO2, aby se pak hurá slučovalo CO2 na ethen je trochu dost na hlavu. A velmi bych pochyboval, že se vyrobí víc ethenu než se spálí uhlí.
Re: Energie
Martin Kopecky,2018-01-19 08:11:57
Pokud výroba bude nějak rozumě efektivní, tak mi to naopak přijde jako poměrně rozumné - obětovat část výkonu elektrárny na zpracování vlastních spalin na plasty, jejichž prodej by zase pokryl (alespoň z větší části) náklady na spotřebovanou energii.
Re: Re: Energie
Albert Mlčoch,2018-01-19 21:33:16
To by na výrobu toho plastu muselo být spotřebováno výrazně méně energie, než kolik vznihne spálením fosilního paliva, což se mi nezdá příliš reálné.
Re: Re: Energie
Pavel A1,2018-01-20 13:27:11
Slyšel jste někdy o zákonu zachování energie? Při spalování uhlí se získává energie tím, že se uhlík sloučí s kyslíkem. Pokud chcete tuto vazbu rozbít, musíte dodat aspoň stejné množství energie, než jste získal spálením toho uhlíku. V tomto případě se ta energie dodává tím, že CO2 reaguje s H2, a vyrobit vodík je hóóóódně energeticky náročné. A protože elektrárny pracují s účinností kolem 40% (když jsou dobré) a ta výroba vodíku a následně ethenu také neprobíhá se stoprocentní účinností, potřeboval byste na zpracování CO2 produkovaného jednou elektrárnou dalších pět až šest elektráren na výrobu energie k tomu potřebné.
Takže žádné obětování části výkonu, ale brutální hýření energií jen proto, abyste z atmosféry naprosto nesmyslně odstranil potravu rostlin (které zase živí nás).
Milan Krnic,2018-01-18 17:09:21
Naprosto ideálmí kvůli takové krávovině katalyzovat s vzácnou mědí. Co přes lidi ethanol, nešel by?
Milan Krnic,2018-01-20 17:56:38
A v orig. článku mě zaujala efektivita (ERD-Cu Faradaic Efficiencies) při -1.2V pěkných 101.28%
Re:
Josef Hrncirik,2018-01-21 13:33:46
Zcela správně zohlednili inflaci během doby provádění experimentů.
Pouze ta přesnost mě překvapuje.
Re: Re:
Milan Krnic,2018-01-23 17:12:55
Mě víc překvapuje, že autorský tým si závěry v praktickém využití dělat netroufl, zatímco ... :)
Re: Re: Re:
Josef Hrncirik,2018-01-25 07:39:55
Mysleli si, že si nikdo nevšimne v tab.4 suppl., že při napětí - 1,1 V proti RHE s 12,5% proudovou účinností vzniká z CO2 jemná substance, duch vína (spiritus vinni, etylalkohol) a zvýšením napětí o pouhých 0,5 V přímo vzniká kořalka s 13% (na mol) obyč. lihu fortifikovaná 6,5% (na mol) propilalkoholu.
Pokud však použijeme nanodrátky Cu, již při 1,1 V faradaic eff. je ještě lepších 101,92%. Je to v tabulce jen cca 4 cm pod těmi neobvyklými 101,28%.
Nánodrátky dávají vždy více než 100%!
Možná ale jen momentálně vzrostla inflace, nebo klesly ceny mědi či vodné a stočné.
Re: Re: Re: Re:
Pavel Hudecek,2018-01-25 10:56:50
Radši bych to nepil:-)
Kromě zmíněných složek jsou tam dále metan, octanové anionty a mravenčanové anionty. Kromě metanu a C2H4 z toho bublá celkem neškodnej H2, ale taky CO. Takže k tomu radši ani nečuchat a celou proceduru dělat jedině v kvalitní digestoři.
Že celková nábojová účinnost překračuje 100 % není u takhle komplexního elektrochemického procesu nic zas tak záhadného. Plyne z toho jen, že na 1 prošlý elektron vznikne více molekul produktů. Což může např. znamenat, že nejprve vznikne nějaká složitější molekula a ta se pak (neelektrickou cestou) rozpadne třeba na 2).
Re: Re: Re: Re: Re:
Milan Krnic,2018-01-25 17:22:24
Procenta jsou část celku.
Ariance "vytvářím z ničeho něco" to ale promíjím.
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Pavel Hudecek,2018-01-25 23:41:50
Ano, lidová definice říká, že procenta jsou část celku. Obecná definice říká, že je to poměrová jednotka. A poměr nemusí být jen menší než jedna.
Co byste řekl třeba na takové optočleny? U nich se uvádí CTR (current transfer ratio) - poměr budícího k výstupnímu proudu a jeho hodnoty jsou u nejlevnějších typů v rozsahu 50-200 %. Žádný problém.
A zrovna naše nábojová účinnost elektrochemického procesu, když jako výsledek posčítám všechny vzniklé ionty, může klidně překročit 100 % a není na tom zas nic neobvyklého. Při výrazně vyšším napětí bych se nijak nepozastavoval ani nad 300 %. Stačí aby toho elektron cestou udělal víc. A čím je vyšší napětí, tím většího počtu procesů se může účastnit. Jen to chce vhodné podmínky, například gradienty okolo elektrod. Což zrovna u jehliček nebude problém. Na druhou stranu, kdyby vyšlo nad 100 u jednoho produktu, tak už bych s Vámi sdílel podezření:-)
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Milan Krnic,2018-01-26 10:39:48
Z angické wiki: Percentage "a number or ratio expressed as a fraction of 100.", z české "Procenta jsou způsobem, jak vyjádřit část celku (setiny, tzn. zlomek) pomocí celého čísla".
Definice je tedy alespoň podle mě jasná. Kdy nevím o tom, že bychom definice dělili na lidové a obecné.
Poměr vyjádříme snadno, k tomu nejsou procenta potřeba.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Josef Hrncirik,2018-01-26 12:04:54
Dobré kanadské žertíky, hlavně s ionty. Je to přímo do Nature.
Pokud elektron jen prohučí, nic se neděje.
Pokud zreaguje (je spotřebován a redukuje). Pokud z takto redukované látky opět vystoupí, látku oxidací převede do původního stavu.
Něco jiného je radiolýza, či fotolýza či tepelná disociace, kdy pochopitelně nejde o elektrodové děje. Formálně se to též podobá situaci s bipolární elektrodou při elektrolýze a ev. mísení s reakcí (či přímo chemickému zkratu).
Spolehnout se lze pouze na to, že přišlý náboj = odešlý. Analýza a vedlejší a následné reakce a úniky děrami v GDO jsou ve hvězdách.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
