将甲烷转化为二氧化碳可以帮助我们对抗气候变化
关于如何应对气候变化的讨论非常恰当地聚焦于减少温室气体的排放,特别是二氧化碳的排放。二氧化碳是导致气候变化的主要因素,也是一种长期存在的温室气体。减少排放仍应是最重要的气候目标。
然而,温室气体排放量增加了两个世纪。对大气的损坏已经足够深刻,即仅减少排放是不够的,以避免诸如极端天气和改变天气模式等效果。
在本周发表的一篇论文中自然可持续发展竞彩足球app怎么下载,我们提出了一种新技术来清洁大气层的第二大温室气体:甲烷。这项技术可以将甲烷的浓度恢复到工业革命前的水平,从而将全球变暖减少六分之一。
我们的新技术乍听起来自相矛盾:将甲烷转化为二氧化碳。这是现阶段的一个概念,而且价格不菲,但它将成为应对气候变化所需的工具。
甲烷的威胁
甲烷是导致人为气候变化的第二大温室气体,仅次于二氧化碳。甲烷给气候带来冲击在地球分子生命的头20年里,它使地球变暖的威力是二氧化碳的84倍。
甲烷排放来自人类活动的资源比所有自然资源的总和还要多。农业和能源生产产生了大部分排放,包括来自牛、稻田、油井和气井的排放。
结果是大气中的甲烷浓度比前工业时代增加了150%,而且还在继续增加。因此,找到减少或消除甲烷的方法将对应对气候变化产生巨大而迅速的影响。
我们提出
将甲烷从大气中去除的最大挑战是其浓度很低,仅为百万分之二。相比之下,二氧化碳是百万分之415,大约高出200倍。这两种气体在空气中比汽车尾气或牛打嗝时稀释得多,因此从一开始就让它们远离空气会更好。
尽管如此,继续排放。如果我们能在甲烷释放后将其捕获,并将其转化为对气候危害较小的物质呢?
这就是为什么我们的论文建议通过将大气中所有由人类活动产生的甲烷氧化为二氧化碳来清除甲烷。这种方法以前从未提出过;以前,所有的去除技术都只适用于二氧化碳。
这相当于将32亿公吨的甲烷转化为82亿公吨二氧化碳(相当于全球排放的几个月)。这笔交易的令人惊讶的方面是它将减少15%的全球变暖,因为甲烷比二氧化碳更加温暖。
这个反应产生能量而不是需要能量。不过,它确实需要一种催化剂,比如金属,将空气中的甲烷转化为二氧化碳。
沸石是一种适用于各种用途的催化剂。它们是由铝、硅和氧组成的晶体材料,具有非常多孔的分子结构,可以像海绵一样吸收甲烷。
他们是试图将甲烷氧化为甲醇的工业研究人员所熟知的,甲醇是一种有价值的化学原料。
我们设想由可再生能量供电的电风扇阵列,以强制大量空气进入腔室,其中催化剂暴露在空气中。然后将催化剂在氧中加热以形成和释放CO 2。这种粉丝阵列可以放置可再生能源 - 和足够空间的任何地方。
我们计算出,随着本世纪每公吨二氧化碳的去除成本迅速从50美元上升到500美元或更多,这与将全球变暖控制在2摄氏度以下的减排方案相一致,这项技术在经济上是可行的,甚至是有利可图的。
不过,在未来的研究强调所需的精确化学和工业基础设施之前,我们无法确定。
除了我们在这里提议的清理工作之外,甲烷去除和大气恢复可能是人类的额外工具,因为我们的目标是严格的气候目标,同时提供新的经济机会。
未来的研发将决定甲烷去除的技术和经济可行性。即使成功,如果我们要避免全球变暖的最严重影响,甲烷和其他碳去除技术也没有替代强劲和快速的排放。
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