новости космоса
1958 8
23 сентября 2021 21:05:28

Реактор на углекислом газе производит марсианское топливо

Инженеры из Университета Цинциннати разрабатывают новые способы преобразования парниковых газов в топливо для решения проблемы изменения климата и возвращения астронавтов домой с Марса.

Доцент Инженерного и прикладного научного колледжа Калифорнийского университета Цзинцзе Ву и его студенты использовали углеродный катализатор в реакторе для преобразования углекислого газа в метан. Реакция, известная как "реакция Сабатье" от покойного французского химика Поля Сабатье, это процесс, который Международная космическая станция использует для очистки воздуха от углекислого газа, которым дышат астронавты, и выработки ракетного топлива для поддержания станции на высокой орбите.

Но Ву мыслит гораздо шире.

Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа. По словам Ву, астронавты могли бы сэкономить половину топлива, необходимого им для обратного путешествия домой, сделав то, что им нужно, на красной планете, как только они прибудут.

"Это как заправочная станция на Марсе. Вы могли бы легко прокачивать углекислый газ через этот реактор и производить метан для ракеты", - сказал Ву.

Исследование Калифорнийского университета было опубликовано в журнале Nature Communications совместно с сотрудниками Университета Райса, Шанхайского университета и Восточно-Китайского университета науки и техники.

Ву начал свою карьеру в области химической инженерии с изучения топливных элементов для электромобилей, но около 10 лет назад начал изучать конверсию углекислого газа в своей лаборатории химической инженерии.

"Я понял, что парниковые газы станут большой проблемой", - сказал Ву. "Многие страны осознали, что углекислый газ является большой проблемой для устойчивого развития нашего общества. Вот почему я думаю, что нам нужно достичь углеродной нейтральности".

Администрация Байдена поставила цель достичь 50% - ного сокращения выбросов парниковых газов к 2030 году и экономики, основанной на возобновляемых источниках энергии, к 2050 году.

"Это означает, что нам придется перерабатывать углекислый газ", - сказал Ву.

Ву и его ученики, в том числе ведущий автор Калифорнийского университета Тянью Чжан, экспериментируют с различными катализаторами, такими как графеновые квантовые точки - слои углерода размером всего в нанометры, - которые могут увеличить выход метана.

Ву сказал, что этот процесс обещает помочь смягчить последствия изменения климата. Но он также имеет большое коммерческое преимущество в производстве топлива в качестве побочного продукта.

"Этот процесс в 100 раз продуктивнее, чем был всего 10 лет назад. Так что вы можете себе представить, что прогресс будет приходить все быстрее и быстрее", - сказал Ву. "В ближайшие 10 лет у нас будет много начинающих компаний, которые будут коммерциализировать эту технику".

Студенты Ву используют различные катализаторы для получения не только метана, но и этилена. Этилен, называемый самым важным химическим веществом в мире, используется в производстве пластмасс, резины, синтетической одежды и других изделий.

"Зеленая энергия будет очень важна. В будущем она будет представлять собой огромный рынок. Поэтому я хотел поработать над этим", - сказал Чжан.

Синтез топлива из углекислого газа становится еще более коммерчески выгодным в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная или ветровая энергия, сказал Ву.

"Прямо сейчас у нас есть избыток зеленой энергии, которую мы просто выбрасываем. Мы можем хранить этот избыток возобновляемой энергии в химических веществах", - сказал он.

Этот процесс масштабируется для использования на электростанциях, которые могут генерировать тонны углекислого газа. И это эффективно, так как конверсия может происходить прямо там, где образуется избыток углекислого газа.

Ву сказал, что успехи в производстве топлива из углекислого газа делают его более уверенным в том, что люди ступят на Марс при его жизни.

"Прямо сейчас, если вы хотите вернуться с Марса, вам нужно будет взять с собой в два раза больше топлива, которое очень тяжелое", - сказал он. "В будущем вам понадобятся другие виды топлива. Таким образом, мы можем производить метанол из углекислого газа и использовать его для производства других материалов, идущих дальше по энергетической лестнице. Тогда, может быть, однажды мы сможем жить на Марсе".


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
Teddy58 · 23-09-2021

Из парникового газа углекислый газ получают ещё более парниковый метан.
К топливу это имеет отношение, но относить это к экологии - демагогия или политтехнология.

2
MP188 · 23-09-2021

Углекислый газ - метан - углекислый газ. Цепочка.

3
Leonid3161 · 24-09-2021

В обычной химии большинство реакций обратимы, и равновесие зависит от внешних условий, температуры, давления, а катализаторы позволяют сдвинуть условия равновесия в более приемлемую область, но никак не уменьшают затраты энергии и чтобы углекислый газ превратился в метан, надо затратить такое же количество энергии, каоее выделилось при сгорании метана в кислороде :-((
СН4 + 2*О2 <--> СО2 + 2*Н2О + Е
Вот это самое Е в количестве 47,2 МДж или 13.1 кВтчас на каждый килограмм полученного метана (при КПД процесса 100%)

4
Teddy58 · 24-09-2021

Leonid3, согласен. Поэтому нужен источник энергии, а не форма её хранения.
Без термоядерной энергии (или на худой конец просто ядерной) на Марсе делать нечего.
*
Ву химик, поэтому в терминах энергии не соображает.
"Специалист подобен флюсу. Полнота его одностороння".(С) Кузьма Прутков.

5
Teddy58 · 24-09-2021


Найдите 10 отличий

6
3739 · 24-09-2021

Это полная глупость. В расчете на идиотов даже без школьного образования. КПД этого процесса крайне низкий. Надо затратить огромное количество энергии чтобы получить небольшое количество метана. И зачем, если энергию можно использовать напрямую?

7
itatel90 · 24-09-2021

Так и на безуглеродные продукты питания перейдём. А помимо ракетного топлива нужен и окислитель

8
dilettant145 · 25-09-2021

Ну прекратите же уже смешивать мух с котлетами! Разговор идёт исключительно о марсианских реалиях. Технология получения топлива для химической ракеты в условиях Марса может быть сколь угодно энергозатратной, но если другой технологии нет, то сойдёт и такая.
Сколько лет планирует прожить мистер Ву? 30,40,50? А вдруг завтра прилетят добрые рептилоиды с Нибиру и передадут нам технологию гравилёта?

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2022. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!