Күннің синтезі: фотосинтез жоғары технологиялық жолмен жүреді

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Мамыр 21, 2024

Түсінікті қорытынды

Зерттеушілер көмірқышқыл газы (СО2) мен суды түрлендіру үшін күн сәулесін пайдалана отырып, кәдімгі отынға анағұрлым таза балама сингаз жасау әдістерін әзірледі. Бір тәсіл CO2 молекулаларын бөлу үшін жартылай өткізгіш наноөткізгіштер мен нанобөлшектерді қамтиды, ал екіншісі су бетіндегі фотосинтезді имитациялау үшін қалқымалы «жасанды жапырақтарды» пайдаланады. Бұл ілгерілеушіліктер тұрақты отынға қол жетімді болатын, энергия тұтынуды әлеуетті түрлендіретін, шығарындыларды азайтатын және жасыл энергия тәжірибесіне жаһандық ауысуды ынталандыратын болашақты болжайды.

Күн контекстінен алынған сингаздар

Синтез газы немесе сингаз сутегі мен көміртегі тотығынан тұрады, бұл кәдімгі отынға жасыл балама ұсынады. 2022 жылы Мичиган университетінің зерттеушілері тек күн сәулесінің көмегімен көмірқышқыл газы мен суды синтездік газға айналдыратын әдісті ашты. Бұл процесс CO2 молекулаларын бөлу үшін жартылай өткізгіш наноөткізгіштер мен нанобөлшектерді қолданады - бұл күн энергиясын химиялық өндіріс үшін пайдалану жолындағы маңызды жетістік, шығарындыларды азайту және оны пайдалы химиялық заттар мен отынға айналдыру жолын ұсынады.

Сонымен қатар, Кембридж университетінің зерттеушілері қалқымалы «жасанды жапырақтарды» жасау үшін табиғаттың фотосинтезінен шабыт алды (2022). Бұл инновациялық құрылғылар сингазды өндіру үшін күн сәулесі мен суды пайдалана отырып, табиғи процесті еліктейді. Өзендер немесе теңіздер сияқты су бетінде қалқып, бұл жапырақтар жерді пайдалану қажеттілігін айналып өтіп, жаңартылатын энергия технологияларымен байланысты кеңістіктік қиындықтарға тапқыр шешім ұсынады. 

Осы екі зерттеу бастамасы арасындағы синергия жаһандық энергетикалық мәселелерді шешуге қажетті көп қырлы көзқарасты атап көрсетеді. Мичиган университетінің әдісі реттелетін сингазды өндіруге баса назар аудара отырып, Кембридж командасының масштабталатын, су негізіндегі отын өндіру жүйесін толықтырады, өнеркәсіптік синтезден жүк тасымалы саласының көміртегі ізін азайтуға дейін әртүрлі қосымшаларды ұсынады. Ең озық материалтануды инновациялық инженериямен біріктіре отырып, бұл жобалар таза, тұрақты отынға оңай қол жетімді болашаққа жол ашады.

Деструктивті әсер

Сингазды өндіру үшін күн энергиясын пайдалану үрдісі уақыт өте келе энергия шығындарын азайтуы мүмкін, өйткені технология кеңірек және тиімді бола бастайды. Таза отынға қол жеткізу ауаның сапасын жақсартып, денсаулыққа пайдасын тигізеді. Сонымен қатар, мұндай технологияларды тұрғын аудандарда қолдану үй иелеріне өз отынын өндіруге мүмкіндік беріп, энергетикалық қауіпсіздік пен тәуелсіздікті арттырады.

Күн энергиясымен жұмыс істейтін сингаз өндірісін өз операцияларына біріктіру арқылы өндіріс және тасымалдау кәсіпорындары көміртегі ізін және энергияны тұтынумен байланысты операциялық шығындарды айтарлықтай азайта алады. Бұл ауысу қоршаған ортаны қорғау саласындағы қатаң ережелерді сақтауға көмектесіп қана қоймайды, сонымен қатар бұл компанияларды тұрақтылық саласындағы көшбасшылар ретінде орналастырады және көбірек тұтынушыларды тартады. Сонымен қатар, химиялық заттар мен фармацевтикалық препараттарды өндіру үшін сингазға көп сүйенетін салалар жеткізу тізбегінің тұрақтылығын және шикізат шығындарын азайтуды көре алады.

Үкіметтер бұл үрдісті өздерінің климаттық мақсаттарына жету, импорттық отынға тәуелділікті азайту және жаңартылатын энергия секторында жұмыс орындарын құруды ынталандыру үшін пайдалана алады. Бастамалар ғылыми-зерттеу және әзірлемелерге инвестициялауды, күннен қуат алатын сингаз технологияларын енгізуді ынталандыруды және таза отынды пайдалануды ынталандыратын саясатты әзірлеуді қамтуы мүмкін. Бұл тәсіл сондай-ақ қолжетімді, таза энергия көздеріне қол жеткізуді қамтамасыз ету арқылы шалғай және қызмет көрсетілмеген аймақтардағы энергетикалық кедейлікті шешуге көмектеседі. 

Күннен шығатын сингаздың салдары

Күннен шығатын Сингаздың кеңірек әсерлері мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Жаңартылатын энергия секторларында көбірек жұмыс мүмкіндіктері, зардап шеккен аймақтардағы жұмыссыздық деңгейін төмендету.
• Күн сәулесі мен су ресурстарына бай елдер экономикалық тепе-теңдіктерді өзгерте отырып, таза отынның негізгі экспорттаушыларына айналғандықтан жаһандық сауда үлгілеріндегі өзгерістер.
• Тұтынушыларға энергияны өндіруші де, сатушы да болуға мүмкіндік беретін орталықтандырылмаған энергия өндірісі сияқты энергетикалық сектордағы жаңа бизнес үлгілері.
• Автокөлік және көлік өнеркәсібіндегі сингазмен жұмыс істейтін көліктерге қатысты өзгерістер парниктік газдар шығарындыларының төмендеуіне әкеледі.
• Үкіметтер синтездік газды тарату және пайдалану үшін инфрақұрылымға инвестиция салады, бұл энергия желілерін жаңғыртуға және мемлекеттік шығындарды арттыруға әкеледі.
• Технологиялық жетістіктер мен инновацияларды қозғайтын күн энергиясы мен химиялық өңдеу технологиялары саласындағы зерттеулер мен әзірлемелердің артуы.
• Жетілдірілген синтездік технологиялары мен патенттері бар елдер ретінде саяси қуат динамикасындағы өзгерістер жаһандық энергетикалық саясат пен стандарттарға әсер етеді.

Қарастырылатын сұрақтар

• Сингазды өндіру мен пайдаланудың өсуін қамтамасыз ету үшін үкіметтерге саясат пен инфрақұрылымды қалай бейімдеу қажет болуы мүмкін?
• Сингаз өндіруді ұлғайту үшін қандай әлеуетті экологиялық айырбастар бар және оларды қалай азайтуға болады?