Para peneliti sedang mencoba untuk meniru proses alami fotosintesis. Jika berhasil, kita bisa menggunakan karbon dioksida "jahat" yang dipancarkan oleh pembangkit listrik dan unit-unit industri dengan baik. Dengan cara ini, unit industri tidak perlu membentuk unit anak perusahaan baru untuk pemrosesan karbon dioksida. Para peneliti di Sandia National Laboratories telah mengembangkan sebuah prototipe mesin yang menggunakan energi matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida ke blok bangunan molekul yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar transportasi. Jika peneliti dapat membuat perangkat ini dengan menghasilkan dua kali energi yang dihasilkan oleh proses alami fotosintesis, ini akan merupakan pelayanan besar terhadap lingkungan hidup dan akan membuka jalan untuk mendaur ulang CO2.
Hingga sekarang perangkat peniru proses fotosintesis tidak sukses besar. Tapi demonstrasi mesin yang dibuat dengan tangan - telah berhasil diuji coba musim gugur ini. Peneliti Rich Diver, penemu perangkat, menegaskan, "Ini adalah jenis prototipe pertama yang kita evaluasi."
James Miller yang merupakan insinyur kimia dengan bahan-bahan canggih Sandia laboratorium, mengatakan, "Dalam jangka pendek kita melihat ini sebagai sebuah alternatif untuk karantina." Miller berpendapat bahwa jika kita berpikir lebih dari sekadar memompa CO2 di bawah tanah selama penyimpanan permanen dan memanfaatkan energi matahari yang berlimpah untuk " pembakaran terbalik " yang akan membantu dalam mengkonversi karbon dioksida kembali menjadi bahan bakar. Miller menjelaskan, "Ini pemanfaatan CO2 yang produktif yang mungkin Anda ambil dari pabrik batu bara, tempat pembuatan bir, dan sumber-sumber terkonsentrasi serupa."
Mesin menyerupai sebuah silinder dan diberi nama sebagai Counter-Rotating-Ring Receiver Reactor Recuperator (CR5). Hal ini tergantung pada panas matahari terkonsentrasi untuk mengaktifkan termo-reaksi kimia dalam material komposit yang diperkaya besi. Materinya dirancang sedemikian rupa sehingga ketika terkena panas ekstrim, melepaskan molekul oksigen dan kemudian mengambil molekul oksigen setelah mendingin .
Mesin ini memiliki dua ruangan, satu di setiap sisi. Satu sisi adalah panas, lainnya dingin. Di tengah-tengah terdapat kumpulan dari 14 Frisbee - seperti cincin yang berputar pada satu putaran per menit. Sisi luar masing-masing membawa cincin komposit oksida besi didukung oleh sebuah matriks zirkonium. Para peneliti juga memasang solar konsentrator untuk memanaskan bagian dalam satu ruang sampai 1.500 ยบ C. Hal ini menyebabkan pelepasan molekul oksigen oleh oksida besi di salah satu sisi cincin. Sekarang sisi yang terkena cincin berputar ke arah yang berlawanan ruangan. Perlahan-lahan ia kehilangan panasnya dan karbon dioksida dipompa masuk pendinginan ini membantu oksida besi untuk memperolah kembali molekul oksigen dari CO2, meninggalkan karbon monoksida. Proses ini diulang terus menerus dengan menggunakan pasokan suplai CO2 dan memberikan aliran karbon monoksida.
Miller berpendapat bahwa hidrogen dapat dihasilkan dengan menggunakan proses yang sama. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa air (H2O), bukan karbon dioksida (CO2), dipompa ke kamar kedua.Ke dua yaitu gas hidrogen dan karbon monoksida dapat kemudian dicampur bersama-sama untuk membuat syngas. Syngas ini dapat digunakan untuk membuat " pengganti drop-in " untuk bahan bakar tradisional.
Rich Diver telah berpikir tentang keekonomian hidrogen dalam pikirannya ketika ia awalnya merancang mesin. Dia ingin melewati inefisiensi dari elektrolisis dan memanfaatkan mesin panas matahari yang dapat menghasilkan hidrogen dan oksigen secara langsung. Hal ini akan mengurangi listrik sebagai perantara. Pendekatan yang sama sedang diadopsi oleh para peneliti di Jepang, Perancis, dan Jerman. Tetapi tim Sandia segera menyadari kelemahan dari proses seperti yang mengkonversi CO2 menjadi karbon monoksida. Mereka adalah pembuka jalan untuk mengurangi efek buruk dari bahan bakar fosil yang kita konsumsi. Perangkat mereka akan membatasi dampak dari pembakaran batu bara dan gas alam untuk listrik dan proses industri lainnya.
Rich Diver merasa bahwa jika dia menghendaki agar perangkatnya menguntungkan untuk orang biasa, ia harus meningkatkan efisiensi dari sistem. Jika tim Sandia dapat menunjukkan efisiensi yang lebih tinggi, "itu bisa menjadi langkah penting ke depan," kata Vladimir Krstic. Vladimir Krstic adalah direktur Pusat Pabrikan dari Advanced Keramik dan Nanomaterials di Queen's University di Kingston, Ontario.
Ilmuwan memandang bahwa orang harus menunggu selama setidaknya 15 sampai 20 tahun sebelum teknologi siap untuk pasar. Mereka berencana untuk mengembangkan generasi baru prototipe setiap tiga tahun dengan tujuan untuk menunjukkan peningkatan solar untuk efisiensi konversi bahan bakar dan penurunan biaya. Mereka ingin mencapai tujuan yang disebutkan di atas dengan mengembangkan komposit keramik baru yang melepaskan molekul oksigen pada suhu yang lebih rendah. Ini akan membantu dalam mengkonversi lebih banyak energi matahari menjadi hidrogen atau karbon monoksida.
Miller menyatakan, " Tujuan jangka pendek kami adalah mendapatkan ini untuk ke beberapa persen efisiensi. Mungkin tampak seperti angka yang rendah, tetapi kami ingin membandingkan bahwa untuk fotosintesis, yang sebenarnya adalah cara yang sangat tidak efisien menggunakan sinar matahari. "Dia juga menunjukkan adanya kelemahan dari proses yang maksimun efisiensi untuk fotosintesis secara teoritis adalah sekitar 5 persen, tapi di alam nyata ini cenderung turun menjadi sekitar 1 persen. Ia mendefinisikan dengan jelas tujuannya, "Jadi, kita mungkin memulai dengan efisiensi sangat rendah, tapi kita ingin tetap dalam konteks apa yang kita miliki untuk mengalahkannya. Pada akhirnya, kita percaya kita harus masuk ke dalam kisaran 10 persen sinar matahari ke bahan bakar, dan kita masih jauh dari hal tersebut. "
Naskah aslinya : Converting Water and CO2 Into Fuel
Tidak ada komentar:
Posting Komentar