Z CO₂ chcą zrobić coś znacznie cenniejszego niż paliwo

Osiągnięcie globalnej neutralności klimatycznej do 2050 roku to plan ambitny, ale według wielu ekspertów – niewystarczający. Aby realnie ratować klimat, musimy wejść w fazę emisji ujemnych, czyli zacząć fizycznie usuwać dwutlenek węgla z atmosfery.

Problem w tym, że proces ten zawsze był niezwykle energochłonny i trudny do wdrożenia na wielką skalę. Zespół badaczy z Columbia University i Brookhaven National Laboratory pokazał właśnie sposób, jak zamienić ten gaz w niezwykle cenny materiał, zamykając go pod postacią nanowłókien węglowych.

Pułapka paliw syntetycznych

Do tej pory najpopularniejszym pomysłem na zagospodarowanie wyłapanego CO₂ była jego konwersja na paliwa lub chemikalia. Z naukowego punktu widzenia to jednak pułapka – wyprodukowane w ten sposób paliwo w końcu zostanie spalone, a uwięziony w nim dwutlenek węgla błyskawicznie wróci do atmosfery.

Profesor Jingguang Chen i jego zespół postanowili podejść do problemu inaczej. Zamiast zamykać obieg, postanowili zmienić gaz w ciało stałe, a nie paliwo. Nanowłókna węglowe to niezwykle wytrzymały i doskonale przewodzący materiał, na który istnieje gigantyczne zapotrzebowanie w branży elektronicznej, a nawet w budownictwie (jako zbrojenie nowoczesnego betonu). Uwięziony w nich węgiel zostaje bezpiecznie zablokowany na długi czas.

Inżynieryjny hack. Jak oszukać termodynamikę?

Bezpośrednia zamiana CO₂ w stały węgiel jest z punktu widzenia termodynamiki procesem skrajnie trudnym i wymagającym absurdalnych ilości energii. Badacze obeszli ten problem, dzieląc proces na dwie sprytne ścieżki:

• Elektroliza z udziałem palladu i miedzi: w pierwszym kroku CO₂ i woda trafiają do elektrolizera. Prąd elektryczny rozbija je na tlenek węgla (CO) i wodór (H₂), tworząc tzw. gaz syntezowy. Kluczem jest tu bimetaliczny katalizator. Dodatek miedzi do drogiego palladu pozwala precyzyjnie kontrolować przebieg reakcji – hamuje powstawanie nadmiaru wodoru i wymusza produkcję tlenku węgla, który jest absolutnie niezbędny w dalszej fazie.
• Reaktor termochemiczny: powstały gaz trafia do reaktora, gdzie przy udziale stopu żelaza i kobaltu, w stosunkowo niskiej temperaturze (450°C) i przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym, wytrącają się stałe nanowłókna węglowe.

Efekt? Otrzymany materiał to nie są bezużyteczne węglowe odpady. To wysoce krystaliczne struktury o czystości rzędu 97%, co odpowiada dzisiejszym, rygorystycznym standardom komercyjnym dla branży elektronicznej.

Ostatnia przeszkoda przed przemysłem

Zanim jednak ten dwuetapowy proces opuści mury laboratoriów i trafi do fabryk, naukowcy muszą rozwiązać jeszcze jeden istotny problem inżynieryjny: odzysk katalizatora. Cząsteczki stopu żelaza i kobaltu lubią przyklejać się do rosnących nanowłókien. Efektywne i tanie oddzielanie tych metali bez niszczenia samej struktury węgla to obecnie główny cel zespołu badawczego.

Jeśli ten proces uda się zoptymalizować na dużą skalę, a do jego zasilenia użyjemy energii ze źródeł odnawialnych, zyskamy jedno z najciekawszych narzędzi do trwałego usuwania CO₂. Przestaniemy traktować dwutlenek węgla wyłącznie jako groźny odpad, a zaczniemy patrzeć na niego jak na potencjalne źródło cennego surowca do budowy nowoczesnej infrastruktury.

NASA trenuje powrót na Księżyc w makiecie Blue Origin

🇲🇽 Teotihuacán to prekolumbijskie miasto w Meksyku, słynące z gigantycznych Piramid Słońca i Księżyca. W 2014 roku archeolog Sergio Gómez, badając za pomocą robota zamknięty od 1800 lat podziemny tunel pod Piramidą Pierzastego Węża, dokonał odkrycia, które zmroziło krew w żyłach badaczy. Odnalazł tam duże ilości płynnej metalicznej rtęci.

Rtęć nie występuje w przyrodzie w stanie płynnym ot tak – uzyskanie jej wymagało skomplikowanego procesu podgrzewania rudy cynobru, co było procesem niezwykle toksycznym. Rtęć w tunelu została celowo rozlana, tworząc miniaturowe, błyszczące jeziora i rzeki. Naukowcy przypuszczają, że miała ona symbolizować podziemny świat, rzekę zmarłych lub królestwo bogów, w którym pochowano władców Teotihuacán. Do dziś toksyczność oparów utrudnia pełną eksplorację tego miejsca, a grobowców wciąż nie odnaleziono.
#meksyk #chemia #starożytność #meksyk #rtęć

Książka "Tworzenie wykresów w LabPlot 2" autorstwa Pawła Knasta i Ryszarda Maciejewskiego została udostępniona bezpłatnie przez Wydawnictwo Uniwersytetu Kaliskiego.

📖 Wersja polskojęzyczna jest dostępna tutaj:

👉 https://labplot.org/pages/books/
👉 https://wydawnictwo.uniwersytetkaliski.edu.pl/tworzenie-wykresow-w-labplot-2/

#LabPlot #Nauka #OpenScience #Student #Science #OpenSource #FOSS #Fizyka #Chemia

Długie paznokcie i ekrany dotykowe to koszmar. Nowy lakier zamieni je w precyzyjny rysik

Panowie raczej nie znają tego problemu, ale kobiety noszące sztuczne lub długie paznokcie – znają doskonale. Obsługa dotykowego ekranu w smartfonie bywa irytującym wyzwaniem.

Użytkownicy zmuszeni są do nienaturalnego wyginania palców, by trafić w szkło opuszkami. Amerykańscy naukowcy znaleźli na to genialne w swojej prostocie rozwiązanie. Stworzyli specjalny lakier, który „oszukuje” elektronikę i pozwala pisać po ekranie samym paznokciem.

Jak oszukać ekran w smartfonie?

Współczesne urządzenia mobilne pokryte są pod szkłem cienką warstwą przewodzącą, która generuje pole elektryczne. Dotknięcie panelu palcem zaburza to pole, co sprzęt odczytuje jako konkretne polecenie. Ponieważ naturalne i sztuczne paznokcie nie przewodzą prądu, ekrany całkowicie je ignorują.

Naukowcy z Centenary College of Louisiana znaleźli sposób na obejście tej bariery. Dodali do zwykłego, bezbarwnego lakieru dwa związki chemiczne: etanoloaminę oraz taurynę. Mieszanka ta wykorzystuje naturalną chemię kwasowo-zasadową do skutecznego zaburzania pola elektrycznego wyświetlacza, w ułamku sekundy zamieniając paznokieć w funkcjonalny rysik.

Innowacja, która wymaga jeszcze dopracowania

Zaletą tego rozwiązania jest jego bezbarwna formuła, która pozwala na nałożenie powłoki na dowolny, gotowy manikiur. Zanim jednak produkt trafi na sklepowe półki i ułatwi życie posiadaczkom pięknych paznokci, badacze muszą wyeliminować kilka technologicznych przeszkód. Obecnie stężenie substancji aktywnych jest zbyt niskie, przez co w warunkach laboratoryjnych materiał musiał być nakładany bardzo grubymi warstwami, by w ogóle zadziałać.

Dodatkowo innowacyjna warstwa dość szybko się ściera, a użyta w formule etanoloamina wykazuje lekką toksyczność, co na ten moment wyklucza ją z masowej produkcji konsumenckiej. To jednak dopiero początek drogi do rozwiązania problemu, który sami stworzyliśmy. Ekrany dotykowe opanowały nie tylko nasze kieszenie, ale też domowe systemy smart home i panele w samochodach. Ten niepozorny wynalazek amerykańskich chemików może w niedalekiej przyszłości ułatwić interakcję z otaczającym nas sprzętem.

Koniec z wadliwym ekranem. Najmniejszy tablet Apple dostanie w tym roku rewolucyjną zmianę

Przełom w bateriach. Obecność wody podwaja ich moc

Ogniwa oparte na sodzie od dawna stanowią bezpieczniejszą i czystszą alternatywę dla dominujących na rynku technologii litowo-jonowych.

Ich największą wadą była jednak dość niska pojemność. Naukowcy znaleźli właśnie niezwykle proste rozwiązanie tego problemu, a kluczem do sukcesu okazała się… najzwyklejsza w świecie woda.

Obecnie technologia litowo-jonowa nie ma sobie równych, jeśli chodzi o gęstość energii i niską wagę. Właśnie dlatego znajdziemy ją w naszych smartfonach, laptopach oraz samochodach elektrycznych. Niestety, wydobycie litu jest drogie, skomplikowane i fatalne w skutkach dla środowiska naturalnego. Same baterie bywają z kolei podatne na przegrzewanie (co czasem kończy się pożarem) i drastycznie tracą na wydajności w niskich temperaturach.

Sód zamiast litu

To właśnie z tych powodów inżynierowie z całego świata coraz chętniej zerkają w stronę baterii sodowo-jonowych. Sód jest pierwiastkiem powszechnie dostępnym, łatwym w pozyskaniu i wolnym od geopolitycznych zawirowań, które towarzyszą rynkowi litu. Choć ogniwa tego typu są znacznie bezpieczniejsze i tańsze w produkcji, są niestety dużo cięższe i potrafią zmagazynować zauważalnie mniej energii. Przynajmniej do teraz.

Badacze z brytyjskiego University of Surrey podeszli do tematu materiałów katodowych w zupełnie nowy sposób, co pozwoliło im niemal podwoić pojemność magazynowanej w nich energii.

Woda zmienia zasady gry

Kluczem do sukcesu okazał się związek chemiczny o nazwie NVOH (nanostrukturalny hydrat wanadanu). Choć materiał ten był już wcześniej testowany, powszechnie uważano, że należy z niego za wszelką cenę usunąć wilgoć, aby zapobiec problemom technicznym. Zespół z Surrey postanowił zignorować tę zasadę.

„Nasze wyniki były całkowicie nieoczekiwane” – tłumaczy główny autor badania, Daniel Commandeur. „Postanowiliśmy podważyć utarte założenia i celowo zostawiliśmy wodę w materiale, a rezultat okazał się znacznie lepszy, niż przewidywaliśmy. Związek ten wykazał dużo większą wydajność i stabilność”.

Dlaczego tak się dzieje? Badanie opublikowane w czasopiśmie „Journal of Materials Chemistry A” wyjaśnia, że cząsteczki wody sprawiły, iż warstwy materiału nieznacznie się od siebie odsunęły. To dało jonom sodu więcej wolnej przestrzeni do swobodnego przemieszczania się wewnątrz katody, pozwalając na magazynowanie znacznie większej ich ilości. Co równie ważne, testowe ogniwa przetrwały ponad 400 cykli ładowania bez utraty stabilności.

Niespodziewany bonus, czyli odsalanie

Na zwiększeniu gęstości energetycznej dobre wiadomości się jednak nie kończą. Zespół badawczy przetestował nowy, „nawodniony” materiał również w procesie odsalania. Okazało się, że NVOH radzi sobie z tym zadaniem wyśmienicie, dorównując powszechnie stosowanym elektrodom.

Oznacza to, że w przyszłości baterie sodowo-jonowe mogą zyskać podwójną funkcję. Docelowo inżynierowie wyobrażają sobie ogromne systemy, które nie tylko magazynowałyby zieloną energię przy użyciu całkowicie darmowej i bezpiecznej wody morskiej jako elektrolitu, ale jednocześnie – jako produkt uboczny swojego działania – dostarczałyby ludziom słodką, pitną wodę.

Jak naprawdę dbać o baterię w MacBooku w czasach macOS 26 Tahoe

🍅 Eksperci sprawdzili zimowe pomidory! Takich wyników nikt się nie spodziewał❓Kupujesz je zimą?
Czytaj więcej: https://kuchnia.fakt.pl/zimowe-pomidory-pod-lupa-ekspertow-zawieraja-niebezpieczne-zwiazki/6dn030e?utm_term=autor_3&utm_source=mastodon&utm_medium=social&utm_campaign=fakt-page-post

#Pomidory #Bezpieczeństwo #ZimoweProdukty #Zdrowie #Chemia

Miała być Chemia, a wyszedł wirus. Kolejna infekcja na Steam

Chemia, gra survivalowo-craftingowa stworzona przez studio Aether Forge Studios do niedawna dostępna jako early access na Steamie, została zainfekowana infostealerem. Według firmy zajmującej się analizą zagrożeń Prodaft, początkowy incydent miał miejsce 22 lipca, kiedy to grupa hackerska EncryptHub dodała do plików gry złośliwe oprogramowanie HijackLoader (plik CVKRUTNP.exe), które zapewnia przetrwanie infekcji...

#WBiegu #Chemia #Malware #Steam #Valve #Vidar

https://sekurak.pl/miala-byc-chemia-a-wyszedl-wirus-kolejna-infekcja-na-steam/

Zamestnanosť sa v chemickom a farmaceutickom priemysle medziročne v treťom kvartáli 2024 znížila a trh práce bol ochudobnený o asi 2 % zamestnancov.

Tón: mierne negatívny
#slovakia #gdelt #chémia #zchfp #2024
https://l.rockosbasilisk.com/efUf5

„Chemia” ma służyć ratowaniu pszczół. Ale czy tak naprawdę kuracje stosowane przez pszczelarzy ratują apis mellifera – pszczołę miodną? Do ula wprowadzane są substancje toksyczne – substancje, które są m.in. insektycydami, wprowadzane są do domów insektów… Oczywiście do „leczenia” dobiera się substancje, które teoretycznie nie […]

https://wolnepszczoly.org/chemia/