Новаторская экологически чистая технология позволит преобразовать выбросы в сельском хозяйстве

к Матео Гонсалес
5 Комментарии
Methane Reduction Technology

Вид изнутри реактора MEPS (фотохимическая система уничтожения метана) показывает, как атомы хлора, генерируемые ультрафиолетовым светом, взаимодействуют с газообразным метаном. Благодарим Мортена Крогсбёлля за изображение.

В новаторском исследовании команда Копенгагенского университета использовала свет и хлор для эффективного удаления низкоконцентрированного метана из воздуха. Этот прорыв открывает путь к потенциальному искоренению парниковых газов в таких местах, как загоны для скота, биогазовые установки и очистные сооружения, тем самым помогая климату.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) признает, что сокращение выбросов метана имеет решающее значение для немедленного замедления глобального повышения температуры. Метан, который в качестве парникового газа в 85 раз более вреден по сравнению с CO2, преимущественно выбрасывается в результате деятельности человека, особенно от крупного рогатого скота и производства ископаемого топлива.

Инновационный подход к сокращению выбросов метана

Факультет химии Копенгагенского университета совместно с дочерней компанией Ambient Carbon разработали новый метод извлечения метана из воздуха.

Профессор Мэтью Стэнли Джонсон из UCPH, лидера в области химии атмосферы, заявил: «Значительная часть выбросов метана происходит из многочисленных источников с низкой концентрацией, таких как коровники и свинарники, смягчение последствий которых ранее было сложной задачей. Однако наше последнее достижение демонстрирует возможность удаления метана с использованием нашей специально изготовленной реакционной камеры».

Команда спроектировала реакционную камеру, которая ускоряет естественный процесс распада метана. Эта система, названная Фотохимической системой уничтожения метана (MEPS), ускоряет разложение метана в 100 миллионов раз по сравнению с его естественной скоростью.
Благодарим за эту информацию Майкла Скова Йенсена из SCIENCE/KU.

Профессор Джонсон поделился этими выводами на COP 28 в Дубае и в Национальной академии наук в Вашингтоне, округ Колумбия, которая консультирует правительство США по вопросам науки и технологий.

Очистка метана через реактор

Обычно метан в воздухе можно сжечь, если его концентрация превышает 4 процента, но большинство выбросов, вызванных деятельностью человека, составляют менее 0,1 процента, что делает их негорючими.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали реакционную камеру, напоминающую удлиненный металлический ящик, оснащенный многочисленными шлангами и инструментами. Эта камера облегчает последовательность химических реакций, которые в конечном итоге разрушают метан.

Механизм MEPS использует ультрафиолетовый свет и газообразный хлор, образующийся в результате электролиза, для уничтожения метана на месте. Благодарность Мэтью Стэнли Джонсону, факультет химии Копенгагенского университета.

«Недавние эксперименты показали, что наша камера может удалять 58 процентов метана из воздуха, а лабораторные усовершенствования увеличили эту цифру до 88 процентов», — отмечает Мэтью Стэнли Джонсон.

Роль хлора

Хлор играет центральную роль в этом открытии. Его сочетание со светом позволяет более эффективно удалять метан из воздуха, чем атмосферный процесс, который обычно длится 10-12 лет.

В реакторе MEPS молекулы хлора взаимодействуют с газообразным метаном в камере, а воздействие ультрафиолетового света приводит к расщеплению этих молекул с образованием атомов хлора.

«Эти атомы хлора инициируют реакцию, расщепляющую метан примерно в 100 миллионов раз быстрее, чем естественно», — объясняет Джонсон.

Обзор метода

Этот метод, получивший название MEPS, значительно ускоряет естественный процесс разложения метана.

Атомы хлора, образующиеся в камере, выхватывают атом водорода из метана, что приводит к его разложению. Полученный продукт хлора (соляная кислота) затем улавливается и повторно используется в камере.

Метан превращается в углекислый газ (CO2), окись углерода (CO) и водород (H2), повторяя атмосферный процесс.

Перспективы на будущее: борьба с выбросами в сельском хозяйстве и отходами

Химический факультет получит 40-футовый транспортный контейнер, в котором разместится более крупный прототип лабораторной реакционной камеры. Этот «очиститель метана» потенциально может быть интегрирован в системы вентиляции в коровниках.

«Учитывая, что современные животноводческие фермы уже извлекают аммиак из воздуха, включение удаления метана в эти системы очистки воздуха является логичным шагом», — предполагает профессор Джонсон.

Этот подход также применим к биогазовым установкам и станциям очистки сточных вод, которые являются значительными источниками выбросов метана в Дании после животноводства.

Предварительный этап этого исследования включал измерение утечки метана из различных стойл для скота, очистных сооружений и биогазовых установок по всей Дании.

«Дания, лидер в производстве биогаза, сталкивается с проблемой, поскольку даже незначительные утечки метана в результате этого процесса могут свести на нет климатические выгоды», — заключает Джонсон.

Исследование опубликовано в журнале Environmental Research Letters.

Дополнительная информация о метане (CH4)

Метан требует концентрации выше 4%, или 40 000 частей на миллион, чтобы быть легковоспламеняющимся и, следовательно, удаляться при сжигании. Большинство антропогенных выбросов падают ниже 0,1 процента.

МГЭИК подтверждает, что сокращение выбросов метана немедленно замедлит повышение глобальной температуры.

Метан, естественный побочный продукт таких источников, как водно-болотные угодья, и деятельности человека, такой как производство продуктов питания и природный газ, ответственен за треть парниковых газов, влияющих на климат.

Для естественного разложения метана требуется около 10-12 лет.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о технологии восстановления метана

Что такое фотохимическая система уничтожения метана (MEPS)?

MEPS — это инновационная технология, разработанная Копенгагенским университетом и компанией Ambient Carbon, предназначенная для быстрого разрушения метана низкой концентрации в воздухе. Он использует комбинацию ультрафиолетового света и хлора в реакционной камере для разложения метана в 100 миллионов раз быстрее, чем его естественный процесс разложения в атмосфере.

Как реактор MEPS снижает выбросы метана?

Реактор MEPS функционирует путем введения молекул хлора и газообразного метана в реакционную камеру. Затем ультрафиолетовый свет освещает молекулы хлора, заставляя их расщепляться на атомы, которые вступают в реакцию с метаном, расщепляя его на диоксид углерода, окись углерода и водород. Этот процесс значительно быстрее и эффективнее, чем естественная атмосферная деградация метана.

Каково значение хлора в технологии MEPS?

Хлор играет решающую роль в системе MEPS. Он используется вместе со световой энергией для запуска химической реакции, которая расщепляет метан гораздо быстрее, чем это происходит в атмосфере естественным путем. Эта ускоренная реакция помогает эффективно удалять метан из воздуха.

Где можно применить технологию MEPS?

Технология MEPS имеет потенциальное применение в различных секторах, особенно в сельском хозяйстве и управлении отходами. Его можно интегрировать в существующие системы очистки воздуха в коровниках, биогазовых установках и очистных сооружениях, помогая значительно сократить выбросы метана из этих источников.

Каковы экологические преимущества использования технологии MEPS?

Технология MEPS обеспечивает существенные экологические преимущества за счет эффективного сокращения выбросов метана, мощного парникового газа. Это сокращение имеет решающее значение в борьбе с изменением климата, поскольку метан значительно сильнее влияет на глобальное потепление, чем углекислый газ. Сокращение выбросов метана может привести к немедленному снижению повышения глобальной температуры.

Подробнее о технологии удаления метана

  • Копенгагенский университет
  • Письма об экологических исследованиях
  • Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК)
  • Фотохимическая система уничтожения метана (MEPS)
  • Выбросы метана и изменение климата
  • Технологии сокращения выбросов парниковых газов
  • Инновации в науке об окружающей среде
  • Управление выбросами от животноводства
  • Производство биогаза и контроль метана
  • Очистка сточных вод и сокращение выбросов метана
  • Исследования Мэтью Стэнли Джонсона по сокращению метана

Вам также может понравиться

5 Комментарии

Майк Смит 1ТП2Т - 1ТП3Т

я не учёный, но это звучит очень серьезно для изменения климата, особенно учитывая, что метан настолько вреден, как парниковый газ. Слава команде Копенгагенского университета!

Отвечать
Сара Джонсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

Интересное чтение, но мне интересно, насколько практична эта технология MEPS в больших масштабах? Похоже, что это может быть сложно реализовать во всех тех различных настройках, которые они упомянули.

Отвечать
Алекс Мартинес 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я полностью за сокращение выбросов метана, но как насчет стоимости? Подобные технологические инновации обычно обходятся дорого, надеюсь, с этим можно справиться.

Отвечать
Джейн Доу 1ТП2Т - 1ТП3Т

Вау, это действительно впечатляющая вещь! То, как они используют свет и хлор для расщепления метана, просто ошеломляет. Приятно видеть, что наука добивается таких успехов в защите окружающей среды.

Отвечать
Эмили Томпсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

отличная статья, но в ней много технического жаргона, который пролетел мимо моей головы. хотелось бы увидеть более упрощенное объяснение для нас, людей, не занимающихся наукой.

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский