The Breathing Earth Simulation

Welcome to Breathing Earth. This real-time simulation displays the CO2 emissions of every country in the world, as well as their birth and death rates.
Please remember that this real time simulation is just that: a simulation. Although the CO2 emission, birth rate and death rate data used in Breathing Earth comes from reputable sources, data that measures things on such a massive scale can never be 100% accurate. Please note however that the CO2 emission levels shown here are much more likely to be too low than they are to be too high

See More Details

Mengubah Air dan CO2 menjadi bahan bakar

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 º 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

Memahami Siklus Karbon

Siklus karbon antara Bumi, atmosfer dan samudra, mempengaruhi iklim kita.
Oleh Daniel A. Gorelick - Staf Writer

Washington - Karbon: unsur keempat paling berlimpah di alam semesta dan blok bangunan kehidupan di Bumi.

Karbon bergerak di seluruh Bumi - antara atmosfer, lautan, batuan sedimen, tanah dan tanaman dan hewan - dalam apa yang disebut para ilmuwan siklus karbon.

Memahami bagaimana siklus karbon bekerja sangat penting untuk memprediksi iklim bumi di masa depan.

"Untuk memprediksi perilaku sistem iklim bumi di masa depan, kita harus mampu memahami fungsi sistem karbon dan memprediksi evolusi atmosfer karbon dioksida," tulis ilmuwan Jorge Sarmiento, Steve Wofsy dan kolega mereka dalam laporan tahun 1999 " sebuah U.S. Carbon Cycle Science Plan.
Dalam bentuk murni karbon berujud sebagai berlian atau grafit, bahan dasar pensil. Terikat pada oksigen, hidrogen dan atom karbon lainnya, karbon membentuk senyawa penting: gula dan lemak yang menyediakan energi bagi tanaman dan hewan; minyak bumi, batubara dan gas alam bahwa kekuasaan kegiatan manusia; dan karbon dioksida dan metana, gas atmosfer yang memerangkap panas dari matahari dan menghangatkan Bumi.

Tanaman, alga dan beberapa bakteri mengambil karbon dioksida dari atmosfer atau samudra dan mengubahnya menjadi gula (karbon terikat pada karbon lainnya, hidrogen dan atom oksigen), sebuah proses yang disebut fotosintesis. Hewan makan gula, sumber energi, dan menghembuskan karbon dioksida (karbon terikat pada dua atom oksigen) - respirasi.

Hewan dan tanaman yang mati dan dikubur di bumi, tetapi senyawa karbon mereka tetap utuh, sumber energi bagi mikroba yang berpesta jasad mereka dan menghasilkan karbon dioksida dan metan (karbon terikat kepada empat atom hidrogen), beberapa di antaranya tetap berada dalam tanah, dan beberapa di antaranya yang lain dilepaskan ke atmosfir.

Kadang-kadang, tanaman dan hewan tetap dikubur di dalam tanah atau tenggelam ke dasar laut dan dilindungi dari mikroba. Lebih dari ratusan juta tahun binatang tetap dikompres lebih dalam dan lebih jauh ke dalam bumi. Jaringan dan tulang yang hancur tapi karbon masih tetap ada, setelah membentuk senyawa yang disebut hidrokarbon, rantai panjang atom karbon terikat satu sama lain dan ke atom hidrogen. Hidrokarbon merupakan komponen utama batu bara dan minyak bumi - bahan bakar fosil.

Manusia menggunakan bahan bakar fosil untuk menghasilkan panas dan listrik, dan dengan berbuat demikian hidrokarbon dalam bahan bakar fosil diubah menjadi karbon dioksida dan dilepaskan ke atmosfir. Karbon di atmosfer larut ke dalam lautan atau diambil oleh tanaman dan siklus terus berlanjut.

Batu di kerak bumi terdiri dari karbon, terbentuk selama jutaan tahun ketika mengikat mineral karbon. Karbon dioksida larut dalam air laut dalam bentuk bikarbonat, yang dikombinasikan dengan kalsium untuk membentuk batu kapur.

Pelapukan dan erosi melarutkan senyawa karbon dari batu dalam kerak bumi ke laut. Karbon juga masuk di bawah kerak bumi - sebuah proses yang disebut subduksi - dan gunung berapi, sumber air panas dan geyser memuntahkan karbon dioksida dan metana kembali ke atmosfir.

Komponen geologi siklus karbon - pelapukan, erosi, subduksi, pembentukan bahan bakar fosil - terjadi selama jutaan tahun. Komponen biologis dari siklus karbon - fotosintesis, respirasi, dekomposisi oleh mikroba - terjadi selama berhari-hari untuk ribuan tahun.

Rata-rata, jumlah karbon yang bergerak melalui komponen biologis setiap tahun adalah 1.000 kali lebih besar daripada jumlah karbon yang bergerak melalui komponen geologi setiap tahun.

ANGGARAN GLOBAL CARBON

Masalahnya sekarang adalah bahwa siklus karbon adalah garis miring. Butuh ratusan juta tahun untuk mengendapkan karbon jauh di dalam bumi dan di bawah dasar laut, dan manusia telah melepas banyak karbon ke atmosfir selama abad terakhir.

Christine Goodale, ekologi hutan di Cornell University di negara bagian New York, mengkarakteristikannya sebagai "mengambil karbon yang terkunci dan memasukkannya ke dalam bentuk yang jauh lebih aktif di atmosfer."

Manusia juga menghancurkan hutan, melepaskan lebih banyak karbon dioksida ke atmosfer dan mengurangi jumlah tanaman yang menyerapnya dari atmosfer.

Atmosfir dipenuhi dengan karbon, terutama karbon dioksida (CO2). Sebagian diserap oleh lautan, sebagian diserap oleh tanaman dan tanah, meski bagaimana terjadinya hal ini tidak dipahami dengan baik.

Karbon yang tetap berada di atmosfer menyerap panas, mencegahnya memancar keluar ke ruang angkasa. Tanpa panas yang terjebak ini bumi tidak akan didiami. Terlalu banyak panas, dan iklim akan berubah dan menjadi kurang penghuni. Hal yang sama berlaku untuk lautan, di mana peningkatan karbon akan merubah kimiawi air laut, membuat lautan kurang layak huni dan membunuh kehidupan laut.

Karbon di atmosfer bisa baik dan bisa buruk, seperti halnya air: manusia membutuhkannya untuk bertahan hidup, tapi terlalu banyak dan Anda akan tenggelam.

Menurut laporan 2007 oleh Panel Antar Perserikatan Bangsa-Bangsa pemerintah tentang Perubahan Iklim (the United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change), "sekitar 50 persen dari peningkatan karbon dioksida akan dihapus dari atmosfer dalam waktu 30 tahun, dan selanjutnya 30 persen akan dihapus dalam beberapa abad. Sisanya 20 persen dapat tinggal di atmosfer selama ribuan tahun. "

Bumi dan atmosfer adalah sistem tertutup, di mana karbon tidak diciptakan atau dihancurkan. Jumlah total karbon tidak berubah - karbon dapat berjalan dari kolam ke kolam renang, dari atmosfer ke laut, dari tanah ke endapan, tetapi tidak dapat ditambahkan atau dihapus. Karbon di atmosfer, misalnya, tidak bisa dilepas dalam angkasa luar. Ia harus pergi ke suatu tempat di Bumi: diambil oleh tanaman, atau dilarutkan kembali ke lautan.

Naskah aslinya:

Gula + pembasmi gulma = potensi sumber energi bersih

Provo Daily Herald (Voice of America ,Digital Journal Edmunds 'Green Car Advisor)

Para peneliti di Universitas Brigham Young (BYU) belum lama ini telah mengembangkan sebuah sel bahan bakar – yang pada dasarnya adalah baterai dengan tangki gas - yang memanen energi listrik dari glukosa dan gula lain yang dikenal sebagai karbohidrat.

Tubuh manusia lebih menyukai sumber energi yang pada suatu hari nanti bisa memasok peralatan listrik, mobil atau rumah.

"Karbohidrat sangat kaya energi," kata profesor kimia BYU Gerald Watt. "Yang kami butuhkan adalah sebuah katalis yang akan mengekstrak elektron dari glukosa dan mentransfernya ke elektroda."

Solusi yang mengejutkan ternyata adalah berkat adanya gulma pembunuh yang umum kita kenal, seperti yang dilaporkan oleh Watt dan rekan-rekannya dalam Journal of The Electrochemical Society terbitan Oktober. Watt berbagi temuannya yang mengagumkan tersebut mengikuti nama besar paman buyutnya yaitu James Watt, seorang penemu mesin uap.

Efektivitas dari herbisida yang murah dan berlimpah ini adalah sesuatu yang menguntungkan karbohidrat yang berbasis sel bahan bakar. Sebaliknya, hidrogen berbasis sel bahan bakar seperti yang dikembangkan oleh General Motors membutuhkan bahan platinum yang mahal sebagai katalisnya.

Langkah berikutnya untuk tim BYU adalah meningkatkan daya listriknya melalui penyempurnaan desain.

Hasil penelitian melaporkan suatu percobaan yang menghasilkan tingkat konversi 29 persen, atau transformasi 7 dari 24 elektron yang tersedia per molekul glukosa.

"Kami ingin menunjukkan bahwa Anda dapat memperoleh lebih banyak glukosa daripada orang lain yang telah melakukan sebelumnya," kata Dean Wheeler, penulis makalah dari fakultas dan profesor teknik kimia di Universitas Enjiniring dan Teknologi “Brigham Young's Fulton College” "Sekarang kami sedang berusaha untuk mendapatkan daya kepadatan yang lebih tinggi sehingga teknologinya secara komersial akan lebih menarik."

Sejak mereka menulis makalah, kinerja prototype penelitian mereka telah mencapai dua kali lipat lebih tinggi.

Sumber berita dari BYU News