Naukowcy opracowali generatory termoelektryczne, które nawet przy niewielkich różnicach temperatur mogą zasilać CO2 proces konwersji.
Technologia ta, przetestowana w warunkach laboratoryjnych, może być szczególnie przydatna w instalacjach geotermalnych na Ziemi i potencjalnie wspierać życie na niej Mars wykorzystując obfite ilości CO na planecie2.
Generatory termoelektryczne na CO2 Konwersja
Łatwo dostępne generatory termoelektryczne działające przy niewielkich różnicach temperatur mogą zasilać CO2 zgodnie z badaniem potwierdzającym koncepcję przeprowadzonym przez chemików z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej (UBC).
Odkrycia otwierają intrygującą możliwość, że różnice temperatur występujące w szeregu środowisk – od typowej instalacji geotermalnej na Ziemi po zimną, odludną powierzchnię Marsa – mogą napędzać konwersję CO2 w szereg przydatnych paliw i chemikaliów.
Zastosowanie na Marsie
„Środowisko na Marsie naprawdę zainteresowało mnie długoterminowym potencjałem tego połączenia technologii” – mówi dr Abhishek Soni, pracownik naukowy ze stopniem doktora na UBC i pierwszy autor artykułu opublikowanego niedawno w czasopiśmie Urządzenie.
„To trudne środowisko, w którym można wykorzystać duże różnice temperatur nie tylko do wytwarzania energii za pomocą generatorów termoelektrycznych, ale także do konwersji obfitego CO2 w atmosferze Marsa w użyteczne produkty, które mogłyby zaopatrzyć kolonię.”
Jak działają generatory termoelektryczne
Generatory termoelektryczne wytwarzają energię elektryczną, umieszczając je w miejscach o dwóch różnych temperaturach — w tym przypadku na płycie grzejnej i łaźni lodowej w laboratorium. Zespół badawczy ustalił, że gdy różnica temperatur między obiema powierzchniami wynosi co najmniej 40°C, standardowe generatory termoelektryczne zapewniają stały prąd wystarczający do zasilania elektrolizera przetwarzającego CO2 do CO.
W pobliżu domu udoskonalenie technologii można zastosować w instalacjach geotermalnych. „Nasze wyniki laboratoryjne wskazują, że różnica temperatur między gorącymi rurami geotermalnymi powracającymi spod ziemi a stosunkowo niższą temperaturą powierzchni jest wystarczająca, aby generatory termoelektryczne zasiliły konwerter” – mówi dr Soni.
Ekstremalne warunki dla biodomów Marsa
Wizja Marsa byłaby nieco bardziej ekstremalna. Każda biodome na Marsie musiałaby być utrzymywana w temperaturze pokojowej. Generatory termoelektryczne zamocowane na powierzchni kopuły wykorzystywałyby różnicę między temperaturą w pomieszczeniu a niskimi temperaturami na zewnątrz do wytwarzania energii. Tę moc można z kolei wykorzystać do napędzania CO2 konwersję na użyteczne produkty oparte na węglu, takie jak paliwa i chemikalia. Atmosfera Marsa składa się w 95% z dwutlenku węgla, a temperatury wahają się od 20°C do -153°C.
„W tym artykule przedstawiono ciekawy sposób wytwarzania paliw i chemikaliów neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla” – mówi profesor Curtis P. Berlinguette, główny badacz w UBC. „Pewnego dnia na Marsie będziemy potrzebować plastiku, a ta technologia pokazuje, jak możemy to zrobić”.
Następnym krokiem będzie sprawdzenie, jak generatory termoelektryczne współpracują z naszym elektrolizerem w prawdziwym świecie, tutaj na Ziemi.
Odniesienie: „Termoelektryczna elektroliza CO2RR” autorstwa Abhisheka Soni, Xin Lu, Chrisa Zhou, Sneha Singha i Curtisa P. Berlinguette, 31 października 2024 r., Urządzenie.
DOI: 10.1016/j.device.2024.100603
