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Kosmischer Staub von der Venus inspiriert zu neuer Technologie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung

Zeitstempel: 24. Juni 2022, 10:00 Uhr
Sonnenaufgang Sonnenuntergang Wolken Himmel Venus

Die Reduzierung der COXNUMX-Emissionen von Straßen, Schienen und Schiffen erfordert die gleichzeitige Umsetzung einer Reihe von Lösungen. In Bezug auf Autos müssen die Anzahl der Fahrten insgesamt reduziert werden (durch Erleichterung des Gehens und Radfahrens und die Verbesserung des öffentlichen Verkehrs), der Kraftstoffwechsel in Fahrzeugen und die optimale Nutzung der bereits auf der Straße befindlichen Fahrzeuge ein Teil. Keine dieser Lösungen ist für sich genommen ausreichend.

2030 Verkauf von neuen Diesel- und Benzin-Pkw wird verboten im Vereinigten Königreich. Die Zukunft des Personenverkehrs wird elektrisch sein. Aber neulich Probleme bei der Ersatzteilversorgung und für hohe COXNUMX-Herstellungskosten Elektrofahrzeuge könnten die Klimavorteile dieses Übergangs verzögern.

Um vorhandene benzin- und dieselbetriebene Fahrzeuge – und den Kohlenstoff, der in ihre Herstellung investiert wurde – optimal zu nutzen, können Fahrer und Hersteller die Emissionen einer Familie von Verbindungen reduzieren, die Stickoxide genannt werden im Zusammenhang mit Atemwegserkrankungen, durch bessere Behandlung der Abgase. Auf diese Weise können die am stärksten von Luftverschmutzung betroffenen Gemeinden zumindest geschützt werden, bevor die schädlichen Fahrzeugemissionen endgültig beseitigt werden.

Mein Forschungsteam entwickelt eine neue Generation von Katalysatoren – die Vorrichtungen, die an Auspuffrohren angebracht werden, um die Freisetzung giftiger Gase zu reduzieren. Inspiriert von der Chemie, die auf der Oberfläche extrem heißer Planeten wie der Venus beobachtet wurde, haben wir ein synthetisches Material hergestellt das könnte die Luftqualität verbessern.

Von der Venus bis zum Fahrzeugauspuff

Das Licht der Sonne zerstört Kohlendioxid (CO₂) in der Atmosphäre von Planeten, wodurch Kohlenmonoxid (CO) entsteht. Nicht schnell genug, um den Klimawandel abzuwenden, aber genug, dass Atmosphären wie die Venus weit mehr CO enthalten sollten, als wir dort beobachten.

Unsere Gruppe untersucht die Auswirkungen von meteorischem Material (Staub aus dem Weltraum) in Atmosphären. Ein von uns hergestelltes Eisensilikatpulver, das diesen Staub nachahmt kann beschleunigen die Umwandlung von CO in CO₂. Dafür wurden die ersten Katalysatoren in Autos entwickelt, denn CO ist ein giftiges Gas.

Das brachte uns zum Nachdenken, ob dieses Material auch bei anderen Problemen, wie etwa der Stickoxidbelastung, helfen könnte gesetzliche Grenzen überschreitet in der Luft vieler britischer Städte. Schlechte Luftqualität durch Fahrzeugabgase kostet Zehntausende von Leben jährlich.

Wir haben festgestellt, dass das nicht nur das Pulver kann gleichzeitig aufräumen CO- und Stickoxid-Emissionen, kann aber Stickstoffdioxid (NO₂, ein speziell reguliertes Schadgas) bei Raumtemperatur in unschädlichen molekularen Stickstoff (N₂) und Wasser umwandeln.

Katalysatoren zur Verarbeitung von Stickoxid (NOx)-Emissionen, die in modernen Dieselfahrzeugen verbaut sind, funktionieren nur bei Abgastemperaturen über 150 °C. Selbst wenn Ihr Auto ein Additiv verwendet, um die Stickoxidemissionen zu reduzieren, ist es unwahrscheinlich, dass es bei langsamer Fahrt funktioniert, wenn der Auspuff kühler ist. Dann stoßen Fahrzeuge am meisten NO₂ aus – häufig in Staus, wo sich die am stärksten verschmutzte Luft ansammeln kann.

Wenn das Stromnetz dekarbonisiert und robust genug ist, um Millionen von Elektrofahrzeugen aufzuladen, können Katalysatoren, die Stickoxide entfernen können, immer noch wichtig sein. Zum Beispiel der Brennstoff Erdgas in Industrieöfen wird wohl ersetzt mit Wasserstoff.

Im Gegensatz zu Bussen und Autos, die mit Wasserstoff betrieben werden und Energie durch eine Reaktion in einer Brennstoffzelle erzeugen, verbrennen größere Anwendungen wie Öfen in Stahlwerken Wasserstoffbrennstoff direkt. Diese Hochtemperaturverbrennung wandelt molekularen Stickstoff in der Luft in Stickoxidverschmutzung um, die entfernt werden muss.

Aus diesem Grund freuen wir uns, einen Prototyp eines Abgaskonverters zu entwickeln, der in den meisten Situationen funktionieren kann und das Potenzial hat, giftige Emissionen aus Verbrennungsmotoren und anderen Quellen in Zukunft radikal zu reduzieren.Das Gespräch

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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