¿El uso de dióxido de carbono como combustible serviría para reducir el efecto invernadero?

Es técnicamente posible quemar dióxido de carbono, pero no de manera práctica. La razón por la que la quema de carbono produce energía es que la energía potencial total del carbono y el oxígeno se minimiza por la configuración del CO2. Dividirlos en carbono y oxígeno nuevamente requiere una adición de energía. Por lo tanto, para quemar dióxido de carbono, debe encontrar algo que produzca una energía potencial total aún menor al desplazar el oxígeno. Esto depende de la electronegatividad de los átomos en cuestión. El oxígeno es extremadamente electronegativo, pero el flúor lo es aún más, y los compuestos de flúor son conocidos por quemar cosas que normalmente no se queman, incluidos los productos de combustión como el agua y el dióxido de silicio (arena común).

Sin embargo, hay dos problemas con la idea de usar dióxido de carbono y flúor como combustible. La primera es que los compuestos de flúor son, por sí solos, raros, peligrosos y difíciles de tratar. Más importante aún, cuando tomas dióxido de carbono y reemplazas el oxígeno con flúor, terminas con fluorocarbonos , que son peores gases de efecto invernadero que el dióxido de carbono al principio.

No se puede usar dióxido de carbono como combustible, y de eso no trata el artículo que cita. Puede convertir el dióxido de carbono (más hidrógeno o agua) en combustible, pero el proceso necesitará más energía de la que luego liberará al quemar el combustible, por lo que deberá obtener esa energía de alguna parte.

Pero si; si obtiene la energía sin quemar combustibles fósiles y usa dióxido de carbono atmosférico (o dióxido de carbono que de otro modo entraría en la atmósfera), será prácticamente neutral en carbono y, por lo tanto, ayudará a reducir la cantidad de calentamiento global.

Según tu enlace :

El proceso puede funcionar con cualquier nivel de concentración de dióxido de carbono, dice Wu, lo han probado desde el 2 por ciento hasta el 99 por ciento, pero cuanto mayor es la concentración, más eficiente es el proceso.

La concentración atmosférica de dióxido de carbono es .0391%. Eso está muy por debajo del 2%. Esto no funcionaría bien para reducir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera.

Está diseñado para reducir el dióxido de carbono emitido por algo así como una central eléctrica de carbón. Es una estrategia de mitigación para quemar combustibles fósiles, no una forma de reducir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera.

Esto no disminuirá el dióxido de carbono en el aire. (Suponiendo que funcione como se espera) reduciría la tasa de aumento.

Hay propuestas que abordan más directamente los aumentos de temperatura o intentan reducir la concentración de dióxido de carbono en el aire. Pero esto no es eso. Esto es simplemente la tasa de reducción del crecimiento.

Sí, pero no desde el enlace en la pregunta.

De acuerdo con el enlace en la pregunta, el dióxido de carbono se puede usar para producir un medio de almacenamiento de energía de una manera rudimentaria, un poco como la producción química de alcohol a partir de azúcares por levadura o incluso azúcares a partir de CO 2, luz solar y _agua . En todos estos casos, la producción de energía neta es menor que la energía que se introduce en el sistema.

El carbono puede (teóricamente) usarse para impulsar una reacción de fusión nuclear, al igual que el oxígeno. Esto es lo que sucede en las estrellas masivas en su vejez. Requiere temperaturas de más de 500 Mega Kelvin (alrededor de 3000 veces más caliente que el centro del sol según el modelo de la NASA. El oxígeno requiere más de tres veces la temperatura. Las presiones son igualmente enormes y están más allá de nuestras capacidades actuales para sostener. La reacción CNO El ciclo se puede encontrar detallado de manera sencilla en este artículo de wiki , y es común en estrellas un poco más grandes que el sol.

La fusión de carbono y oxígeno propiamente dicha necesita presiones más altas que esta. Tendríamos que ser capaces de imitar las condiciones que se supone que existen en el centro de estrellas al menos 8 veces más masivas que el sol. No puedo evitar sentir que el desarrollo de la tecnología de campos de fuerza facilitaría esto. No estamos allí todavía.

Si bien es posible crear combustible a partir de CO2 (agregando agua y energía, por ejemplo), esto no detiene el efecto invernadero.
Es decir, si tiene la intención de quemar el combustible nuevamente, el CO2 volverá a la atmósfera. Por lo tanto, el contenido neto de CO2 en la atmósfera seguirá siendo aproximadamente el mismo.

Pero todavía tienes un efecto positivo, ya que el contenido neto de CO2 no aumenta. Además, podrías enterrar los hidrocarburos resultantes. O puede reducir el CO2 a (bastante) carbono puro y enterrarlo. Eso en realidad reduciría la cantidad de CO2 en la atmósfera, reduciendo así el efecto invernadero.

Geoingeniería, sumideros masivos de carbono y cero emisiones de carbono.

Entonces, supongamos que se ha pasado el punto de inflexión. Las emisiones de CO2 están provocando emisiones masivas de metano de fuentes submarinas y encerradas en la tundra. Los niveles de GEI se están disparando incluso sin más intervención humana.

1. Producir en masa fuentes de energía alternativas. Nuclear, por ejemplo. Ahora tenemos una producción de energía a escala libre de GEI, que necesitaremos para superar a las civilizaciones restantes adictas a los GEI y para proyectos posteriores.

2. Sumideros masivos de carbono natural. Podríamos forestar la mayoría de las tierras agrícolas marginales y similares para absorber la mitad de todo el carbono que ha emitido la civilización humana. No es nada, pero es algo que puede hacer con trabajo masivo restringido que compensa las emisiones de GEI de mantener vivos a los humanos.

3. Sumideros de carbono industriales masivos. Extrayendo CO2 (y metano) del aire y produciendo compuestos de hidrocarburos más pesados. Estos compuestos de hidrocarburos se pueden utilizar para materiales (plásticos) o como combustible (la gasolina es un combustible de alta densidad y baja tecnología) o simplemente secuestrados. Puede ser poco práctico convertir todo el transporte (incluido el aéreo y militar) en eléctrico; esta es una fuente de combustible neutral en carbono (ya que primero extrae el CO2 del aire y luego lo quema, neutral) en lugar de extraer más del suelo. (Todavía puede ser más barato extraer hidrocarburos del suelo en un lugar y secuestrar hidrocarburos de "menor calidad" en otro lugar aunque)

4. Azufre y otras geoingenierías. Cuando un volcán entra en erupción, hay un enfriamiento global a corto plazo (en una escala de años) causado por ciertos compuestos de azufre en la atmósfera superior. Prodúzcalos artificialmente e inyéctelos en la atmósfera superior como una especie de refrigerante. Del mismo modo, cubrir partes de la Tierra con material blanco o reflectante para reducir el calentamiento solar o construir persianas orbitales.

Este camino es extremadamente peligroso; el azufre, por ejemplo, podría causar un exceso en la dirección equivocada. Y no resuelve problemas como la acidificación de los océanos causada por niveles más altos de CO2.

Pero ofrece una situación semi plausible para un mundo posterior a los GEI fuera de control, donde comienza y el mundo entero lo trata como una emergencia real.

Los humanos son reclutados para los esfuerzos de plantación de árboles.

El transporte es eléctrico y caro; todo el transporte de mayor densidad de energía (aviones, tanques, etc.) es muy caro/restringido.

A los países que no obedecen las reglas se les imponen sanciones paralizantes o incluso la guerra.

Enormes plantas nucleares que funcionan con motores de descarbonización masiva. La mayor parte de la generación eléctrica se destina a esto, por lo que la electricidad también es cara.

Los plásticos son tan comunes como hoy; Los plásticos son un sumidero de carbono.

Las fuentes de azufre y su gestión es una gran parte del régimen internacional.

El comercio mundial se mantiene, utilizando megabarcazas de vela.

¿De dónde crees que provienen los combustibles fósiles? CO2 que fue eliminado de la atmósfera por las plantas (convertido en los carbohidratos, etc., de los que estaban compuestas las plantas), luego capturado bajo tierra por varios mecanismos geológicos.

Los problemas obvios con el uso de este proceso para abordar el calentamiento global son

1) El proceso tarda de decenas a cientos de millones de años en tener efecto; y

2) Si luego quema el material vegetal para obtener combustible, está de regreso donde comenzó.

Una opción es separar el carbono como se describe aquí: Los científicos convierten el dióxido de carbono en carbón a temperatura ambiente .

El proceso implica el uso de un catalizador a base de galio a temperatura ambiente que genera copos de carbono a partir del dióxido de carbono. El artículo se refiere a él como carbón (pero el carbón es solo una formación de carbono), pero las propiedades indicadas en el artículo sugieren que tiene una estructura más cercana al grafito/grafeno.

El CO ₂ es el producto de la combustión del carbono y el oxígeno. De manera similar, H ₂ O es el producto de la combustión de hidrógeno y oxígeno.

No se puede quemar algo que ya se ha quemado por completo porque el proceso de quemado es el acto de convertir átomos de un estado de mayor energía a un estado de muy baja energía, y el CO 2 _se quema por completo.

Para que algo sea útil como fuente de energía, debe haber una reacción que use reactivos fácilmente disponibles que proporcionen más energía de la que consumen.

Desafortunadamente, el CO2 es esencialmente "ceniza", como en el producto de desecho de una fuente de energía.

Aunque las plantas absorben CO2, lo utilizan como materia prima para crear un portador de energía, que es diferente de una fuente de energía. En el caso de las plantas, su fuente de energía es el Sol, que utilizan para dividir el agua y unir el hidrógeno resultante al CO2 para crear carbohidratos (azúcares). Estos azúcares sirven como la "batería" que almacena parcialmente la energía que han recibido del Sol. Más tarde, las plantas tomarán oxígeno para quemar estos azúcares y liberarán CO2 en el proceso. Sin embargo, en el caso de las plantas, por lo general pueden absorber más CO2 del que producen, razón por la cual el CO2 es un fertilizante tan bueno para las plantas, y el cultivo de plantas es un buen medio de secuestro de carbono.

Los animales vienen y se comen las plantas para robar sus "baterías" (azúcares) y así pueden obtener más energía de la planta para alimentarse a sí mismos de la que necesitan para comerse la planta, y emiten CO2 como producto de desecho (que las plantas luego vuelven a tirar para producir más azúcares). Algunas de esas plantas también mueren y quedan enterradas, donde sus azúcares experimentan reacciones que finalmente las convierten en otras moléculas portadoras de energía por las que los simios lucharán para mantener el sustento de sus cómodos estilos de vida.

El CO2 es una molécula extremadamente estable debido a su par de dobles enlaces, y no le gusta reaccionar con muchas cosas en condiciones normales. Entonces, a menos que su mundo tenga algo que pueda permitirle reaccionar con el CO2 y obtener más energía de la que se necesita para crear, no podrá usar el CO2 como fuente de energía. Recuerde que, en última instancia, aunque usemos combustibles fósiles, nuestra civilización se alimenta del sol. Es que esa energía ya ha sido capturada para nosotros; estamos robando baterías que ya estaban cargadas hace millones de años, y el resultado de liberar esa energía es un producto de desecho que ya se encuentra en su estado de energía más bajo. Por encima de todo, no se pueden violar las leyes de la termodinámica. Se necesitará más energía para hacer algo con el CO2 de la que se obtendrá de él.

Este es el mismo problema con la "economía del hidrógeno", ya que el hidrógeno es un portador de energía, no una fuente de energía, y aún necesita algo para generar el hidrógeno en primer lugar (y hacerlo de una manera que sea económicamente factible). Es probable que la única forma de hacer esto de manera eficiente sin combustibles fósiles sea nuclear, pero estoy divagando.

Un mejor enfoque para mitigar el carbono sería diseñar un organismo que pueda usarlo. De hecho, en la Tierra, la mayoría de las formas de la molécula de clorofila son más eficientes a concentraciones más altas de CO2. Además, la gran mayoría de la fotosíntesis que produce oxígeno en el planeta proviene del fitoplancton en el océano, y el fitoplancton es un organismo cuyas moléculas de clorofila funcionan mejor en concentraciones más altas de CO2.

Desafortunadamente, sin embargo, el crecimiento del fitoplancton está limitado por la disponibilidad de hierro, por lo que algunos planes para lidiar con el CO2 en nuestro propio planeta implican fertilizar el océano usando grandes cantidades de hierro para provocar la proliferación masiva de fitoplancton. Estas flores luego tomarían el CO2 del aire y presumiblemente morirían, cayendo al fondo donde sus cuerpos sepultarían el CO2 del aire. Es esencialmente lo que sucede de forma natural, pero esto sería sobrealimentarlo.

Entonces, para que su civilización mitigue el CO2 en su atmósfera, en lugar de intentar usar el CO2 como fuente de energía, lo que sería imposible por definición, podría tener más sentido para ellos diseñar fitoplancton que pueda extraer CO2 de la atmósfera de manera eficiente. , preferiblemente de forma que no requiera algún tipo de fertilizante (como el hierro). Sin embargo, aquí existe un peligro, ya que si el fitoplancton crece sin control, podría extraer demasiado CO2 de la atmósfera en un período de tiempo relativamente corto (del orden de décadas o menos) y provocar un colapso del ecosistema. Extraer demasiado CO2 del aire no solo podría causar un enfriamiento potencial, sino que podría matar de hambre a las plantas a gran escala e interrumpir el ciclo del carbono y, lo que es peor, colapsar la red alimentaria.