Pabrik-pabrik semen sarupo nan ditunjukkan di siko marupoan sumber utamo karbon dioksida nan mamanehkan iklim. Tapi sabagian dari polutan ko dapek diubah manjadi jinih bahan bakar baru. Garam ko dapek disimpan sacaro aman salamo puluahan tahun atau labiah lamo.
Iko adolah carito lain dalam rangkaian nan mancaliak teknologi jo tindakan baru nan dapek mampalambek parubahan iklim, mangurangi dampaknyo, atau mambantu masyarakaik untuak maadoki dunia nan barubah sacaro capek.
Kagiatan nan malapehan karbon dioksida (CO2), gas rumah kaco nan umum, mambarikan kontribusi pado pamanasan atmosfer Bumi. Ide untuak mangaluaan CO2 dari udaro dan manyimpannyo bukanlah hal baru. Tapi susah untuak dikarajoan, apolai katiko urang mampu. Sistem baru manyalasaikan masalah pencemaran CO2 jo caro nan agak babeda. Inyo sacaro kimia maubah gas nan mamanehan iklim manjadi bahan bakar.
Pado tanggal 15 November, para panaliti dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT) di Cambridge manabikan hasil terobosan mareka di jurnal Ilmu Fisika Laporan Sel.
Sistem baru mereka ko tabagi duo bagian. Bagian partamo malibaikkan parubahan karbon dioksida dari udaro manjadi molekul nan disabuik format untuak manghasilkan bahan bakar. Sarupo jo karbon dioksida, format manganduang ciek atom karbon jo duo atom oksigen, sarato ciek atom hidrogen. Format juo manganduang babarapo unsur lainnyo. Panalitian baru ko manggunoan garam format, nan barasa dari natrium atau kalium.
Kabanyakan sel bahan bakar bajalan jo hidrogen, gas nan mudah tabaka nan mamaralukan pipa jo tangki nan tatakan untuak maangkuik. Namun, sel bahan bakar dapek juo bajalan jo format. Format mampunyoi kanduangan energi nan sabandiang jo hidrogen, manuruik Li Ju, saurang ilmuwan bahan nan mamimpin pangambangan sistem baru. Format mampunyoi babarapo kalabiahan daripado hidrogen, mancatat Li Ju. Hal iko labiah aman dan indak paralu panyimpanan jo takanan tinggi.
Para panaliti di MIT mambuek sel bahan bakar untuak mauji format, nan mereka hasiakan dari karbon dioksida. Partamo, inyo campua garam jo aia. Campuran tu kamudian dimasuakkan ka dalam sel bahan bakar. Di dalam sel bahan bakar, format malapehan elektron dalam reaksi kimia. Elektron-elektron ko mangalir dari elektroda negatif sel bahan bakar ka elektroda positif, manyalasaian rangkaian listrik. Elektron-elektron nan mangalir ko—arus listrik—ado salamo 200 jam salamo pacobaan.
Zhen Zhang, saurang ilmuwan bahan nan bakarajo samo jo Li di MIT, optimis baso timnyo akan dapek manskalakan teknologi baru dalam wakatu sadekade.
Tim panalitian MIT manggunoan metode kimia untuak maubah karbon dioksida manjadi bahan kunci untuak produksi bahan bakar. Partamo, mareka mangadapkannyo ka larutan nan sangaik basa. Mareka mamiliah natrium hidroksida (NaOH), nan biaso dikenal sabagai lye. Hal iko mamicu reaksi kimia nan mahasilkan natrium bikarbonat (NaHCO3), nan labiah dikenal sabagai soda kue.
Sudah tu inyo iduikkan listrik. Arus listrik mamicu reaksi kimia baru nan mambalah satiok atom oksigen dalam molekul soda kue, maninggaan natrium format (NaCHO2). Sistem mareka maubah ampia sadoalah karbon dalam CO2 — labiah dari 96 persen — manjadi garam ko.
Energi nan diparaluan untuak mangaluaan oksigen disimpan dalam ikatan kimia format. Profesor Li mancataik baso format dapek manyimpan energi ko salamo puluahan tahun tanpa kahilangan energi potensial. Inyo kamudian manghasilkan listrik katiko malalui sel bahan bakar. Kalau listrik nan digunoan untuak manghasilkan format barasa dari tanago surya, angin atau listrik aia, listrik nan dihasiakan dek sel bahan bakar akan manjadi sumber energi barasiah.
Untuak maningkekan skala teknologi baru, kecek Lee, “kito paralu mancari sumber daya geologis nan kayo jo lye.” Inyo mampalajari jinih batuan nan disabuik basalt alkali (AL-kuh-lye buh-SALT). Katiko dicampua jo aia, batu-batu ko barubah manjadi lye.
Farzan Kazemifar adolah surang insinyur di Universitas Negeri San Jose di California. Panalitian baliau bafokus pado manyimpan karbon dioksida dalam formasi garam bawah tanah. Mambuang karbon dioksida dari udaro salalu sulik dan karano itu maha, keceknyo. Jadi menguntungkan untuak maubah CO2 manjadi produk nan bisa dipakai sarupo format. Biaya produk dapek maimbangi biaya produksi.
Alah banyak panalitian untuak manangkap karbon dioksida dari udaro. Misalnyo, tim ilmuwan di Universitas Lehigh baru-baru ko manggambarkan metode lain untuak manyaring karbon dioksida dari udaro dan maubahnyo manjadi soda kue. Kalompok panalitian lainnyo manyimpan CO2 dalam batuan khusus, maubahnyo manjadi karbon padat nan kamudian dapek diolah manjadi etanol, bahan bakar alkohol. Sabagian gadang proyek-proyek iko adolah skala ketek dan alun mampunyoi dampak nan signifikan untuak mangurangi kadar karbon dioksida nan tinggi di udaro.
Gambar ko manunjuakan rumah nan bajalan jo karbon dioksida. Alat nan ditunjukkan di siko maubah karbon dioksida (molekul dalam gelembung merah jo putiah) manjadi garam nan disabuik format (gelembung biru, merah, putiah, jo hitam). Garam ko kamudian dapek digunoan dalam sel bahan bakar untuak manghasilkan listrik.
Kazemifar mangatokan pilihan terbaik awak adolah “mamotong emisi gas rumah kaco dulu.” Salah satu caro untuak mangarajoan itu adolah mangganti bahan bakar fosil jo sumber energi terbarukan sarupo angin atau surya. Iko adolah bagian dari transisi nan disabuik ilmuwan “dekarbonisasi.” Tapi inyo manambahkan, untuak maambek parubahan iklim akan mamaralukan pendekatan multifaset. Teknologi baru ko diparalukan untuak manangkok karbon di daerah nan sulik untuak didekarbonisasi, katonyo. Ambiak pabrik baja jo pabrik semen, untuak maagiah namo duo contoh.
Tim MIT juo mancaliak manfaat dalam manggabuangkan teknologi baru mareka jo tanago surya jo angin. Baterai tradisional dirancang untuak manyimpan energi salamo saminggu dalam satu wakatu. Manyimpan cahayo matohari musim paneh ka musim dingin atau labiah lamo mamaralukan pandakekan nan babeda. “Jo bahan bakar format,” kecek Lee, awak indak lai tabateh pado panyimpanan musiman pun. “Bisa jadi turun tamurun.”
Mungkin indak bakilau sarupo ameh, tapi “Ambo bisa maninggaan 200 ton... format untuak anak-anak laki-laki jo padusi ambo,” kecek Lee, “sabagai warisan.”
Basa : Kato sifat nan manggambarkan zat kimia nan mambantuak ion hidroksida (OH-) dalam larutan. Larutan iko juo disabuik alkali (balawanan jo asam) jo mampunyoi pH labiah gadang dari 7.
Aquifer : Formasi batuan nan mampu manahan waduk aia di bawah tanah. Istilah iko juo balaku untuak cekungan bawah pamukaan.
Basalt : Batuan vulkanik hitam nan biasonyo sangaik padek (kacuali letusan vulkanik maninggaan saku-saku gas gadang di dalamnyo).
ikatan: (dalam kimia) hubungan satangah tatap antaro atom (atau kalompok atom) dalam suatu molekul. Hal iko tabantuak dek gaya tarik antaro atom-atom nan sato. Sasudah tabantuak ikatan, atom bafungsi sabagai satuan. Untuak mamisahkan atom-atom konstituen, energi dalam bantuak paneh atau radiasi lainnyo harus dipasokan ka molekul-molekul.
Karbon : Unsur kimia nan marupoan dasar fisik dari sadoalah kahidupan di Bumi. Karbon ado sacaro bebas dalam bantuak grafit jo intan. Iko marupoan komponen pantiang dari batu baro, batu kapur, jo minyak bumi, dan mampu mangasosiasikan diri sacaro kimia untuak mambantuak baragam molekul nan banilai kimia, biologis, jo komersial. (Dalam panalitian iklim) Istilah karbon kadang-kadang digunoan ampia sacaro batuka-tuka jo karbon dioksida untuak marujuak pado dampak potensial nan mungkin dimiliki suatu tindakan, produk, kabijakan, atau proses pado pamanasan atmosfer jangka panjang.
Karbon dioksida : (atau CO2) adolah gas nan indak bawarna, indak babaun nan dihasiakan dek sadoalah binatang katiko oksigen nan dihiruiknyo bareaksi jo makanan nan kayo jo karbon nan dimakannyo. Karbon dioksida juo dikaluakan katiko bahan organik, tamasuak bahan bakar fosil sarupo minyak atau gas alam, dibaka. Karbon dioksida adolah gas rumah kaco nan manjebak paneh di atmosfer Bumi. Tumbuahan maubah karbon dioksida manjadi oksigen malalui fotosintesis jo manggunoan proses iko untuak mambuek makanannyo surang.
Semen : Pangikek nan digunoan untuak manahan duo bahan basamo, manyababkannyo mangareh manjadi padatan, atau lem taba nan digunoan untuak manahan duo bahan basamo. (Konstruksi) Bahan nan digiliang haluih nan digunoan untuak mangikek pasia atau batu nan dihancuakan untuak mambantuak beton. Semen biasonyo dibuek sabagai bubuak. Tapi sakali basah, barubah manjadi lumut becek nan mangareh katiko kariang.
Kimia : Zat nan tadiri dari duo atau labiah atom nan digabuangan (bakaik) dalam proporsi jo struktur nan tatap. Misalnyo, aia adolah zat kimia nan tadiri dari duo atom hidrogen nan takaik jo ciek atom oksigen. Rumus kimianyo adolah H2O. “Kimia” dapek juo digunoan sabagai kato sifat untuak manggambarkan sipaik-sipaik suatu zat nan dihasilkan dari babagai reaksi antaro senyawa nan babeda.
Ikatan kimia : Gaya tarik antaro atom nan cukuik kuek untuak manyababkan unsur-unsur nan takaik bafungsi sabagai satuan. Ado daya tarik nan lamah, ado pulo nan kuek. Sagalo ikatan tampaknyo mahubuangkan atom jo caro babagi (atau mancubo babagi) elektron.
Reaksi kimia : Proses nan malibaikkan susunan ulang molekul atau struktur suatu zat daripado parubahan bantuak fisik (misalnyo, dari padatan manjadi gas).
Kimia : cabang ilimu nan mampalajari komposisi, struktur, sifaik, jo interaksi zat. Ilmuwan manggunoan pangatahuan iko untuak mampalajari zat-zat nan alun dikenal, untuak mareproduksi zat-zat nan baguno dalam jumlah gadang, atau untuak marancang jo mambuek zat-zat nan baguno baru. (dari senyawa kimia) Kimia juo marujuak pado rumus senyawa, caro manyiapkannyo, atau babarapo sipaiknyo. Urang nan bakarajo di bidang iko disabuik ahli kimia. (dalam ilmu sosial) kamampuan urang untuak bakarajo samo, bagaua, jo manikmati pergaulan masiang-masiang.
Parubahan iklim: Parubahan iklim Bumi nan signifikan jo jangka panjang. Hal iko dapek tajadi sacaro alami atau akibaik dari kagiatan manusia, tamasuak mambaka bahan bakar fosil jo mambukak hutan.
Dekarbonisasi: mangacu pado transisi nan disangajo manjauah dari teknologi, kagiatan, jo sumber energi nan mancemari nan mamancarkan gas rumah kaco babasis karbon, sarupo karbon dioksida jo metana, ka atmosfer. Tujuannyo adolah untuak mangurangi jumlah gas karbon nan mambarikan kontribusi pado parubahan iklim.
Listrik : Aliran muatan listrik, biasonyo dihasilkan dari garak partikel-partikel nan bamuatan negatif nan disabuik elektron.
Elektron : partikel nan bamuatan negatif nan biasonyo mengorbit daerah lua atom; inyo juo pambaok listrik dalam padatan.
Insinyur : Urang nan manggunoan sains jo matematika untuak manyalasaian masalah. Katiko digunoan sabagai kato karajo, kato insinyur marujuak pado marancang suatu parangkat, bahan, atau proses untuak manyalasaian suatu masalah atau kabutuhan nan alun tapanuahi.
Etanol : Alkohol, disabuik juo alkohol etil, nan marupoan dasar untuak minuman baalkohol sarupo bir, anggur, jo alkohol. Inyo juo digunoan sabagai palaruik jo bahan bakar (misalnyo, acok dicampua jo bensin).
Saringan: (n.) Sasuatu nan mamungkinkan babarapo bahan untuak malalui dan nan lain untuak malalui, tagantuang ukurannyo atau ciri-ciri lainnyo. (v.) Proses mamiliah zat-zat tatantu badasarkan sipaik-sipaik sarupo ukuran, kapadekan, muatan, dll (dalam fisika) Layar, lempeng, atau lapisan zat nan manyerap cahayo atau radiasi lainnyo atau sacaro selektif managah babarapo komponennyo untuak malalui.
Format : Istilah umum untuak garam atau ester asam formik, bantuak nan taoksidasi dari asam lemak. (Ester adolah senyawa babasis karbon nan tabantuak jo mangganti atom hidrogen asam tatantu jo jinih gugus organik tatantu. Banyak lemak jo minyak atsiri adolah ester nan tajadi sacaro alami dari asam lemak.)
Bahan bakar fosil : Bahan bakar apo sajo, sarupo batu baro, minyak bumi (minyak mentah), atau gas alam, nan tabantuak salamo bajuta-juta taun di dalam Bumi dari siso-siso bakteri, tumbuahan, atau hewan nan lapuak.
Bahan bakar : Zat apo sajo nan malapehan energi malalui reaksi kimia atau nuklir nan takontrol. Bahan bakar fosil (batu baro, gas alam, jo ​​minyak) adolah bahan bakar umum nan malapehan energi malalui reaksi kimia katiko dipanehan (biasonyo sampai titiak pambakaran).
Sel bahan bakar : Alat nan maubah energi kimia manjadi energi listrik. Bahan bakar nan paliang umum adolah hidrogen, nan satu-satunyo hasil sampiangan adolah uap aia.
Geologi : Kato sifat nan manggambarkan sagalo sasuatu nan takaik jo struktur fisik Bumi, bahan-bahannyo, sajarahnyo, jo proses-proses nan tajadi di atehnyo. Urang nan bakarajo di bidang iko disabuik ahli geologi.
Pamanasan global : Paningkekan suhu atmosfer bumi sacaro batahap dek efek rumah kaco. Efeknyo disababkan dek paningkekan kadar karbon dioksida, klorofluorokarbon, jo gas lainnyo di udaro, nan banyak dipancarkan dek kagiatan manusia.
Hidrogen : Unsur nan paliang ringan di alam semesta. Sabagai gas, inyo indak bawarna, indak babaun, jo sangaik mudah tabaka. Iko marupoan komponen dari banyak bahan bakar, lemak, jo bahan kimia nan mambantuak jaringan hiduik. Inyo tadiri dari proton (inti) jo elektron nan mengorbitnyo.
Inovasi: (v. untuak mainovasi; adj. untuak mainovasi) Panyasuaian atau paningkekan pado suatu gagasan, proses, atau produk nan alah ado untuak mambueknyo labiah baru, labiah cerdas, labiah efisien, atau labiah baguno.
Lye : Namo umum untuak larutan natrium hidroksida (NaOH). Lye acok dicampua jo minyak nabati atau lemak hewan jo bahan-bahan lain untuak mambuek sabun batang.
Ilmuwan bahan : Saurang panaliti nan mampalajari hubungan antaro struktur atom jo molekuler suatu bahan jo sipaiknyo sacaro kasaluruahan. Ilmuwan bahan dapek mangambangkan bahan baru atau manganalisis bahan nan alah ado. Manganalisis sipaik kasaluruahan suatu bahan, sarupo kapadekan, kakuatan, jo titiak leleh, dapek mambantu insinyur jo panaliti lain mamiliah bahan nan paliang rancak untuak aplikasi baru.
Molekul : Kalompok atom netral listrik nan mawakili jumlah paliang ketek dari suatu senyawa kimia. Molekul dapek tadiri dari ciek jinih atom atau jinih atom nan babeda. Misalnyo, oksigen di udaro tadiri dari duo atom oksigen (O2), jo aia tadiri dari duo atom hidrogen jo ciek atom oksigen (H2O).
Polutan : Zat nan mancemari sasuatu, sarupo udaro, aia, urang, atau makanan. Babarapo polutan adolah bahan kimia, sarupo pestisida. Polutan lainnyo dapek radiasi, tamasuak paneh atau cahayo nan bakalabiahan. Bahkan ilalang jo spesies invasif lainnyo dapek dianggap sabagai bantuak biofouling.
Potent : Kato sifat nan marujuak pado sasuatu nan sangaik kuek atau bakuaso (sarupo kuman, racun, ubek, atau asam).
Renewable: Kato sifat nan marujuak pado sumber daya nan dapek diganti indak ado bateh wakatu (sarupo aia, tumbuahan hijau, cahayo matohari, jo angin). Hal iko kontras jo sumber daya nan indak dapek diperbaharui, nan mampunyoi pasokan nan tabateh dan dapek sacaro efektif habih. Sumber daya nan indak dapek diperbaharui tamasuak minyak (jo bahan bakar fosil lainnyo) atau unsur-unsur jo mineral nan relatif langka.