الغبار الكوني من كوكب الزهرة هو مصدر إلهام لتقنية جديدة للحد من تلوث الهواء

الطابع الزمني: 24 حزيران (يونيو) 2022 ، الساعة 10:00 صباحًا
عقدة المصدر: 1544871
شروق الشمس غروب الشمس غيوم سماء كوكب الزهرة

يتطلب الحد من انبعاثات الكربون من الطرق والسكك الحديدية والشحن تنفيذ مجموعة من الحلول في وقت واحد. فيما يتعلق بالسيارات ، يجب خفض عدد الرحلات تمامًا (من خلال تسهيل المشي وركوب الدراجات على الأشخاص وتحسين وسائل النقل العام) ، وتغيير الوقود في المركبات ، والاستفادة القصوى من تلك المركبات الموجودة بالفعل على الطريق. بعيدا، بمعزل، على حد. لا تكفي أي من هذه الحلول من تلقاء نفسها.

في عام 2030 ، بيع سيارات الركاب الجديدة التي تعمل بالديزل والبنزين سيتم حظره في المملكة المتحدة. سيكون مستقبل سيارات الركاب كهربائيًا. لكن حديثة مشاكل توريد قطع الغيار و تكلفة التصنيع عالية الكربون يمكن للسيارات الكهربائية تأخير الفوائد المناخية لهذا التحول.

لتحقيق أقصى استفادة من المركبات الحالية التي تعمل بالبنزين والديزل - والكربون الذي تم استثماره في إنشائها - يمكن للسائقين والمصنعين تقليل انبعاثات مجموعة من المركبات تسمى أكاسيد النيتروجين ، وهي مرتبطة بأمراض الجهاز التنفسي، من خلال معالجة أفضل لأبخرة العادم. بهذه الطريقة ، يمكن على الأقل حماية المجتمعات الأكثر تضررًا من تلوث الهواء قبل القضاء على انبعاثات المركبات الضارة في النهاية.

يعمل فريق البحث الخاص بي على تطوير جيل جديد من المحولات الحفازة - الأجهزة المجهزة لأنابيب العادم لتقليل إطلاق الغازات السامة. مستوحى من الكيمياء التي لوحظت على سطح الكواكب شديدة الحرارة مثل الزهرة ، لدينا أنتجت مادة اصطناعية يمكن أن يحسن جودة الهواء.

من الزهرة إلى عوادم السيارات

ضوء الشمس يدمر ثاني أكسيد الكربون (CO₂) في الغلاف الجوي للكواكب ، وينتج أول أكسيد الكربون (CO). ليست بالسرعة الكافية لتفادي تغير المناخ ، ولكنها كافية لأن الغلاف الجوي مثل كوكب الزهرة يجب أن يحتوي على ثاني أكسيد الكربون أكثر بكثير مما نلاحظه هناك.

تدرس مجموعتنا تأثيرات المواد النيزكية (الغبار القادم من الفضاء) في الغلاف الجوي. مسحوق سيليكات الحديد الذي صنعناه يكرر هذا الغبار يمكن أن تسرع تحويل CO إلى CO₂. هذا ما صُممت من أجله المحولات الحفازة الأولى في السيارات ، لأن ثاني أكسيد الكربون غاز سام.

دفعنا ذلك إلى التفكير فيما إذا كانت هذه المادة يمكن أن تساعد في مشاكل أخرى ، مثل تلوث أكسيد النيتروجين ، والذي يتجاوز الحدود القانونية في الأجواء في العديد من مدن المملكة المتحدة. جودة هواء رديئة من تكاليف عوادم المركبات عشرات الآلاف من الأرواح سنويا.

لقد وجدنا أن المسحوق لا يستطيع فقط تنظيف في وقت واحد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين ، ولكن يمكنها تحويل ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂ ، وهو غاز ضار يتم تنظيمه بشكل خاص) إلى نيتروجين جزيئي غير ضار (N₂) وماء في درجة حرارة الغرفة.

المحفزات لمعالجة انبعاثات أكسيد النيتروجين (NOx) المركبة في مركبات الديزل الحديثة تعمل فقط في درجات حرارة العادم التي تزيد عن 150 درجة مئوية. حتى إذا كانت سيارتك تستخدم سائلًا مضافًا لتقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين ، فمن غير المرجح أن تعمل أثناء القيادة ببطء عندما يكون العادم أكثر برودة. يحدث هذا عندما تصدر المركبات أكبر قدر من NO₂ - غالبًا في الاختناقات المرورية حيث يمكن أن يتراكم الهواء الأكثر تلوثًا.

عندما يتم إزالة الكربون من شبكة الكهرباء وتكون قوية بما يكفي لشحن ملايين المركبات الكهربائية ، فقد تظل المحولات الحفازة القادرة على إزالة أكاسيد النيتروجين مهمة. على سبيل المثال ، وقود الغاز الطبيعي في الأفران الصناعية من المرجح أن يتم استبداله مع الهيدروجين.

على عكس الحافلات والسيارات التي تعمل بالهيدروجين ، والتي تنتج الطاقة عبر تفاعل في خلية الوقود ، فإن التطبيقات الأكبر مثل الأفران في مصانع الصلب ستحرق وقود الهيدروجين مباشرة. سيؤدي هذا الاحتراق ذو درجة الحرارة العالية إلى تحويل النيتروجين الجزيئي في الهواء إلى تلوث بأكسيد النيتروجين ، والذي يجب إزالته.

لهذا السبب نحن متحمسون لتطوير نموذج أولي لمحول انبعاثات يمكن أن يعمل في معظم المواقف ، مع إمكانية الحد بشكل جذري من الانبعاثات السامة من محركات الاحتراق والمصادر الأخرى في المستقبل.المحادثة

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

الصورة الائتمان: هانز / 20749 صورة

الطابع الزمني:

اكثر من التفرد المحور