Kosmisk støv fra Venus inspirerer til ny teknologi for luftforurensning

Å redusere karbonutslipp fra veier, jernbaner og skipsfart krever implementering av en rekke løsninger samtidig. Når det gjelder biler, må det å kutte antall reiser totalt (ved å gjøre det lettere for folk å gå og sykle og forbedre offentlig transport), bytte drivstoff i kjøretøy og få mest mulig ut av de kjøretøyene som allerede er på veien. fra hverandre. Ingen av disse løsningene er tilstrekkelige alene.

I 2030, salg av nye diesel- og bensinpersonbiler vil bli forbudt i Storbritannia. Fremtiden for passasjerbilisme vil være elektrisk. Men nylig problemer med å levere deler og høye karbonkostnader ved produksjon elbiler kan forsinke klimafordelene ved denne overgangen.

For å få best mulig nytte av eksisterende bensin- og dieselforbrennende kjøretøy – og karbonet som ble investert i å lage dem – kan sjåfører og produsenter redusere utslippene av en familie av forbindelser kalt nitrogenoksider, som er knyttet til luftveissykdommer, gjennom bedre behandling av avgasser. På denne måten kan samfunnene som er mest ødelagt av luftforurensning i det minste beskyttes før skadelige kjøretøyutslipp endelig utryddes.

Forskerteamet mitt utvikler en ny generasjon katalysatorer – enhetene montert på eksosrørene for å redusere utslipp av giftige gasser. Inspirert av kjemi observert på overflaten av ekstremt varme planeter som Venus, har vi produsert et syntetisk materiale som kan forbedre luftkvaliteten.

Fra Venus til kjøretøyeksos

Solens lys ødelegger karbondioksid (CO₂) i atmosfæren til planeter, og produserer karbonmonoksid (CO). Ikke raskt nok til å avverge klimaendringer, men nok til at atmosfærer som Venus bør inneholde langt mer CO enn vi observerer der.

Vår gruppe studerer effekten av meteorisk materiale (støv som kommer fra verdensrommet) i atmosfærer. Et jernsilikatpulver vi laget som gjenskaper dette støvet kan øke hastigheten omdannelsen av CO til CO₂. Dette er hva de første katalysatorene i biler ble designet for å gjøre, siden CO er en giftig gass.

Det fikk oss til å tenke på om dette materialet kunne hjelpe med andre problemer, for eksempel nitrogenoksidforurensning, som overskrider lovlige grenser i luften av mange britiske byer. Dårlig luftkvalitet fra kjøretøyeksoskostnader titusenvis av liv årlig.

Vi har funnet ut at ikke bare pulveret kan samtidig rydde opp CO- og nitrogenoksidutslipp, men det kan omdanne nitrogendioksid (NO₂, en skadelig gass som er spesifikt regulert) til ufarlig molekylært nitrogen (N₂) og vann ved romtemperatur.

Katalysatorer for prosessering av nitrogenoksid (NOx)-utslipp installert i moderne dieselkjøretøyer fungerer kun ved eksostemperaturer over 150°C. Selv om bilen din bruker en tilsetningsvæske for å redusere utslipp av nitrogenoksid, er det usannsynlig at den fungerer mens du kjører sakte når eksosen er kjøligere. Dette er når kjøretøy slipper ut mest NO₂—ofte i trafikkork der den mest forurensede luften kan samle seg.

Når strømnettet er avkarbonisert og tilstrekkelig robust til å lade millioner av elektriske kjøretøy, kan katalysatorer som er i stand til å fjerne nitrogenoksider fortsatt være viktige. For eksempel naturgassbrensel i industrielle ovner vil sannsynligvis bli erstattet med hydrogen.

I motsetning til busser og biler som kjører på hydrogen, som produserer energi via en reaksjon i en brenselcelle, vil større applikasjoner som ovner i stålverk brenne hydrogenbrensel direkte. Denne høytemperaturforbrenningen vil konvertere molekylært nitrogen i luften til nitrogenoksidforurensning, som må fjernes.

Det er derfor vi er glade for å utvikle en prototype utslippsomformer som kan fungere i de fleste situasjoner, med potensial til å radikalt redusere giftige utslipp fra forbrenningsmotorer og andre kilder i fremtiden.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Bilde Credit: Hans / 20749 bilder

• Myntsmart. Europas beste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. FRI TILGANG.
• CryptoHawk. Altcoin Radar. Gratis prøveperiode.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/06/24/cosmic-dust-from-venus-is-inspiring-new-air-pollution-busting-technology/