전 세계적으로 사람들은 이산화탄소(CO2) 배출에 대해 점점 더 우려하고 있습니다. 확실히, 기후 변화 회의론자들은 기후 변화가 단지 자연스럽고 전지구적인 순환일 뿐이라는 합리적인 가설을 내세웁니다. 그러나 인간이 기후 변화에 기여하고 있다는 생각은 점점 더 받아들여지고 있습니다. 이에 대한 대응으로 과학자들은 인간의 온실 가스(GHG) 배출을 줄이는 방법을 생각하고 있습니다.
한 가지 방법은 화석 연료처럼 이산화탄소를 부산물로 생성하지 않는 연료를 만드는 것입니다. 옥수수나 스위치그래스로 만든 셀룰로오스 에탄올과 같은 바이오 연료는 에너지로 태울 때 여전히 CO2를 방출하지만 훨씬 적은 양으로 85%나 적습니다[출처:Wang]. 자동차에 동력을 공급하기 위해 수소를 태워도 이산화탄소는 발생하지 않습니다. 유일한 부산물은 물입니다. 그리고 풍력이나 태양열 발전과 같은 재생 가능한 자원에서 생산된 전기는 전혀 배출하지 않습니다.
이러한 기술의 문제는 아직 개발 중이라는 것입니다. 연구원들은 비용 및 순 에너지 비율과 같은 장애물에 직면해 있습니다. -- 에너지 투입 대 에너지 산출 -- 이는 대체 연료원보다 석유를 더 매력적으로 만듭니다. 우리의 세계는 석유로 구동되기 때문에 이것은 중요합니다. 여행을 가능하게 하는 비행기부터 음식을 운반하는 트럭, 전기를 생산하는 발전소에 이르기까지 석유는 세계 경제를 지배합니다.
꽤 좋은 질문입니다. 우리가 석유에 의존하고 있지만 이산화탄소 배출에 대해 우려하고 있다면 우리가 배출하는 CO2를 포집하는 것이 어떻겠습니까?
실제로 연구자들은 현재 이에 대해 조사하고 있다. Georgia Institute of Technology(Georgia Tech)의 Chris Jones 교수와 그의 팀은 과분지형 아미노실리카라는 물질을 고안했습니다. (HAS) 이산화탄소 배출을 포착하고 저장합니다.
그래서 우리는 곧 HAS로 만들어진 자동차에서 배기관을 발견하게 될 것입니다. 어쨌든 이 재료는 정확히 무엇입니까? 다음 페이지에서 알아보세요.
가까운 장래에 우리 자동차의 배기관이 하이퍼브랜치 아미노실리카(HAS)라고 불리는 물질로 만들어질까요? 크리스 존스 박사는 그렇게 생각하지 않는다고 말합니다. 모든 배기관에서 포집된 탄소를 저장하는 것은 너무 많은 비용이 듭니다. 대신, Georgia Institute of Technology(Georgia Tech)의 Jones와 그의 팀은 훨씬 더 큰 이산화탄소 배출원인 발전소에 집중하고 있습니다.
전기는 청정 에너지라고 생각할 수 있습니다. 그러나 전기가 어디에서 오는지 생각해 본 적이 있습니까? 에너지 캐리어이기 때문에 전기는 다른 소스에서 에너지를 얻습니다. 미국에서 그 에너지의 대부분(50%)은 석탄에서 나옵니다[출처:Pew]. 전 세계의 전력 발전소는 에너지 생산에 충분한 화석 연료를 사용하여 전 세계 CO2 배출량의 26%를 차지합니다. 운송(비행기, 기차 및 자동차 포함)은 전 세계적으로 13%를 차지합니다[출처:IPCC].
Jones는 굴뚝 청소를 목표로 하고 있습니다. HAS는 CO2를 흡착하여 도움을 줄 수 있습니다. Georgia Tech 연구원들은 공유 결합을 사용했습니다. (전자를 결합하여 두 분자를 결합) 아민에 결합 -- 질소 기반 유기 화합물 -- 실리카 포함 (쿼츠) [출처:Georgia Tech]. 결과는 아미노실리카입니다. , 하얀 모래처럼 보이는 가루 같은 물질. 물질 내에서 나무와 유사한 여러 가지가 결합에서 태어나므로 이름:hyperbranched. 분기의 끝 부분에는 CO2를 포착하는 아미노 부위가 있습니다.
HAS가 모래와 결합되었을 때 화학자들은 생성된 화합물이 굴뚝에서 발견되는 배기 가스인 연도 가스가 통과할 때 이산화탄소를 가둘 수 있다는 것을 발견했습니다.
HAS 화합물은 CO2를 포집할 뿐만 아니라 그 위에 매달려 있습니다. 이산화탄소를 방출하려면 재료를 가열해야 하며 방출된 CO2는 탄소 격리라는 과정에서 포집되어 저장될 수 있습니다(가스 또는 액체 형태로 냉각됨). . 이것은 실제로 들리는 것보다 더 흥미진진합니다. CO2 배출량을 줄일 뿐만 아니라 포집된 CO2를 바이오 연료 저장용으로 재사용할 수 있습니다. 한 회사는 루이지애나에서 바이오 연료로 사용하기 위해 조류를 재배합니다. 조류는 포획된 CO2를 먹습니다[출처:EcoGeek].
과분지형 아미노실리카는 다른 탄소 격리 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 하나는 재활용 가능합니다. HAS는 계속해서 사용할 수 있습니다. Georgia Tech 연구원들은 하나의 배치를 12번 테스트한 결과 흡착력이 눈에 띄게 감소하지 않았음을 발견했습니다[출처:Georgia Tech]. 또한 재료는 수분의 영향을 받지 않으며, 이는 연도 가스에 수증기가 존재하기 때문에 장점입니다. 또한 필요한 에너지 입력이 적습니다. 필요한 유일한 에너지는 CO2를 방출하는 열 생성에서 나옵니다.
그러나 프로젝트에 직면한 몇 가지 문제가 있습니다. 첫째, 이산화탄소를 가지에 결합시키는 CO2/아민 반응이 열을 발생시킵니다. 연구원들은 아미노실리카가 시원한 온도에서 CO2를 가장 잘 포착한다는 것을 발견했습니다. 따라서 CO2가 결합하도록 빠르게 생성되는 열을 제거하는 방법을 찾아야 합니다. 또 다른 문제는 화합물을 정확히 적용하는 방법입니다. 연기 더미에 포장할 수 있습니까? 재료를 굴뚝 구멍을 덮는 제거 가능한 디스크로 생산할 수 있습니까?
HAS가 배기관에서 결코 발견되지 않을 수도 있지만, Georgia Tech 연구원들이 에너지 생산만으로 이산화탄소 배출량을 낮출 수 있다면 온실 가스 문제를 해결할 수 있는 한 가지 새로운 방법을 제시했을 것입니다.
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