פקלים

פחמןדו——חמצני(מולקולהשבנויהמפחמןאחדומשניאטומיחמצן——有限公司₂בסימוןשלכימאים)הואגזחממה，ל。פחמןדו——חמצניוגזיחממהאחריםבאווירכולאיםחלקמהחוםשכדורהארץהיהמאבדלחלל,באופןדומהלחוםשנכלאבתוךחממה,אובתוךסירעםמכסה。החוםהכלואהזההכרחילחייםעלכדורהארץכפישאנומכיריםאותם——בלעדיו,הטמפרטורההממוצעתהייתהבסביבות18岁ס[1］．

אולם有限公司₂„„„„„„„„„„„„„„„ינינגרםלידינידם，ל。עלידישריפתדלקימאובניםכמושמןאוגזטבעי,שנוצרובמהלךמיליונישנים,אנומגדיליםאתכמותה有限公司₂באטמוספרה。רלco .₂מובילותלכךשחוםרביותרנכלא,ולעלייהבטמפרטורות。כתוצאהמכך,הטמפרטורההגלובליתהממוצעתעלתהכמעטבמעלהשלמהמאזשבניאדםהתחילולהשתמשבדלקימאובניםבקנהמידהרחבעבורתחנותכוח,תחבורה(מכוניות,מטוסיםוכדומה),חימוםוכןהלאה。ייתכןשזהלאנשמעכמועלייהגדולה,אולםלעלייההזוישהשלכותדרסטיותעלהאיזוןהעדיןשלהסביבהשלנו。לדוגמה,עלייתמפלסיהיםכתוצאהמהימסותשלקרחבקוטבמשפיעהעלעריחוף,וטמפרטורותגבוהותיותרשלמיהאוקיינוסעלולותלְאַיֵּםעלשוניותאלמוגים[2］．

הפחתתכמותהפחמןהדו——חמצניבאטמוספרההיאצעדחשובמאודלהתמודדותעםההתחממותהגלובלית。דרךפ₂עלידיהפיכתולכימיקליםשימושייםשאנויכוליםלאחסןבבטחהלשימושעתידיכדלקים。אולםישחיסרוןמסויםבשיטההזו:בעודשהפקתהכימיקליםהקליםלאחסוןהאלהמפחיתה有限公司₂,שריפתםמאוחריותרבתורדלקמשחררתמחדשאתהפחמןהדו——חמצניאלהאטמוספרה。צד₂”“חדששמשתחררלאטמוספרה。הפחמןהדו——חמצנינשמרבאיזוןכאשרהדלקממוחזר,מהשעדייןטובהרבהיותרמאשרלהשתמשבדלקימאובנים,וטובגםמהוספת有限公司₂חדשלאטמוספרה。

解析:解析:解析:解析:解析:解析:解析:解析:解析:解析

כלתהליךשאתםיכוליםלחשובעליודורשאנרגיהלהתרחשותו——לדוגמה,צמחיםשגדלים,מכוניותשנוסעות,ואפילואתםשקוראיםהמאמרהזה。אולםהאנרגיההזולאנעלמתאחרישהתהליךמסתיים!עיקרוןחשובמאודבפיזיקהגורסכילאניתןליצוראנרגיהאולהרוסאותה,ניתןרקלהמיר(אולהתמיר)אנרגיהמצורהאחתלאחרת。לכן,דרךנוספתלחשובעלהתהליכיםשציינוהיאלראותםכהמרותאנרגיה．לדוגמה,צמחמשתמשבאנרגיהמהשמשכדילגדול,ואזהאנרגיהנאגרתבחלקיםהחדשיםשלהצמח。במכונית,בנזיןנשרףכךשהאנרגיהמהדלקיכולהלהשתנותלאנרגיהשלתנועה(שנקראתאנרגיהקינטית)וחום。כשאתםמניעיםאתעיניכםכדילקרואאתהמאמרהזה,גופכםהופךאתהאנרגיהשמסופקתעלידיהמזוןשאתםאוכליםלתנועה,ומוחכםגםמשתמשבאנרגיהכדילעבדאתמהשאתםקוראיםולזכורזאת。כלהתהליכיםשמתרחשים——בטבעובאמצעותמכונות——הםבאופןבסיסיהמרתצורהאחתשלאנרגיהלאחרת。

אנרגיהעבורכלתהליךצריכהלהגיעממקורכלשהו。מקורותשלאנרגיהכולליםאתהשמש(שנקראתאנרגיהסולרית),הרוח,אומים,אךכולליםגםשמןאופחם,שהםדלקיהמאובניםשאנועדייןשורפיםבקנהמידהרחב。לעיתיםקרובות,אנרגיהמהמקורותהאלהמומרתתחילהלחשמל,באמצעותתחנותכוחכדילהמירפחםאומים,תאיםסולרייםעבוראורהשמש,וטורבינותרוחעבוראנרגייתהרוח。לאחרמכן,החשמלמניעמכשיריםכמומחשביםאוטלפוניםניידים,מכונותבמפעלים,מכוניותחשמליות,וכןהלאה。אנויכוליםגםלאגוראנרגיהלשימושעתידי——זההמקרהשבודלקים(שלעיתיםנקראיםנשאיאנרגיה,מאחרשהםנושאיםאתהאנרגיהבתוכם)נכנסיםלתמונה。

דלקים,בכלצורותיהם,שימושייםעבורשנישימושיםעיקריים——תחבורהואגירה。איור1מראהשהפוטנציאללנצלאנרגיהמהרוחומהשמש(כלומר,להפוךאתהאנרגיהלשמישה)משתנהמאודביןאזוריםשונים。לדוגמה,באפריקה,הפוטנציאללניצולאנרגיהסולריתהואגדוליותרבממוצעמאשרבאירופהאובצפוןאמריקה。ההפךנכוןלגביאנרגייתרוח——בממוצע,מהירותהרוחגדולהיותרבאירופהמאשרבאפריקה,במיוחדלידהחופים。וככלשמהירותהרוחגדולהיותר,כךאפשרלייצריותרחשמלבאמצעותטורבינותרוח。תוצאהאחתשלההתפלגותהלאשווההזושלמקורותאנרגיה,היאשאנוזקוקיםלדרכיםלהעברתאנרגיהלמקוםשבוהיאנדרשת。עםדלקים,אנויכוליםלעשותבדיוקאתזה:להעביראנרגיהלמקוםבואנוצריכיםאותה。

יתרהמזו,אנרגיהזמינהמהשמשומהרוחתלויהלארקבהיכןאתםנמצאים,אלאגםבזמן——לדוגמה,בלילהאיננויכוליםלקבלאנרגיהמהשמש。回绝回绝יר回绝回绝ר回绝回绝回绝גם回绝回绝י回绝回绝回绝回绝רך回绝回绝ז回绝回绝。במהלךסוּפהעםמהירויותרוחגדולות,לדוגמה,אפשרלהפיקהרבהחשמאל——פילויותרמהכמותשניתןלהשתמשבה——ולכןלעיתיםצריךלכבותטורבינותרוחכדילמנוענזק。אםהייתהלנודרךלאגוראתהאנרגיההעודפתהזו,לאהיינוצריכיםלכבותאתטורבינותהרוח,אולדאוגלגביאנרגיהסולריתכשהשמשלאזורחת。לכן,שיטותלהמרתאנרגיהלדלקיםעבורשימושעתידי,מעוררותענייןרב。

מתנולושפעשימושיו

מֶתָנוֹלהואנוזלששייךלמשפחהשלכימיקליםשנקראתאלכוהולים,מהשאומרשהואמורכבמאטומיפחמן,מימןוחמצןשמחובריםבאופןמסוים。האלכוהולהמפורסםביותרהואאֶתָנוֹל,שהואהאלכוהולשנמצאבמשקאותאלכוהולייםכמובירהויין。אתנולידועכלכך,שהרבהאנשיםשאומרים”אלכוהול”למעשהמתכווניםלאתנול,אולכלמשקהשמכילאתנול。לכן,עליכםלזכורשכאשרכימאיםמדבריםעלאלכוהו,להםמתכווניםלמשהושונהלגמריממבוגרששותהבמסיבהומדברעלאלכוהול。

מתנולהואהאלכוהולהפשוטביותרהאפשרי,מאחרשהואמכילרקפחמןאחד,חמצןאחדוארבעהאטומימימן。迎新迎新迎新迎新迎新迎新迎新。הואמשמשכחומרגלםלייצורכמויותגדולותשלטוביןשאנומשתמשיםבהםבחייהיומיוםכמולמשלפלסטיקים,צבעים,תרופות,מדשניםועודהרבהנוספים[3.］．כמוכןמתנוליכוללשמשלאגירתאנרגיה。ישנםתהליכיםתעשייתייםשהופכיםמתנוללבנזין(בדומהלדלקהמאובנים)אולביו——דיזל,שאותםניתןלאחסן。。כמותהאנרגיהשמוכלתבקילוגרםשלמתנולדומהלכמותשישבקילוגרםשלעץ,כפישאתםיכוליםלראותבאיור2．回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝אנרגיותהספציפיותשלדלקיםשונים,כשהכוונההיאלכמותהאנרגיהבקילוגרםשלחומר。ככלשהערךהזהגבוהיותר,כךהחומריכוללאגוריותראנרגיהלשימושעתידי。

פל

כשהופכיםכימיקלכמופחמןדו——חמצנילכימיקלאחר,התהליךנקראתגובהכימית．כאשרתגובותכימיותמשמשותכדילהמיראנרגיהלדלקים,אנוקוראיםלתהליכיםהאלההמרתאנרגיהכימית．ינco₂למתנול。ישנהדרךישירה,באמצעותפחמןדו——חמצניומימןבלבד,וישנןדרכיםאחרותעםצעדיביניים(איור3)．כלהאפשרויותהאלהנראותקלותלמדי,מאחרשהןמערבותרקכמהכימיקליםפשוטים(כמומימןומים)。

אולםישנהבעיה:פחמןדו——חמצניהואגזיציבביותר,ולכןהואלאמגיבבקלותעםכימיקליםאחרים。ז回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝זרז(קטליזטר)םל-co .₂להגיב[4］．זרזהואחומרשמאפשרתגובהכימיתשלאהייתהמתרחשתכלל,אושהייתהמתרחשתלאטמאודללאהזרז。מציאתזרזיםשמסייעיםלייצרדלקיםמתחדשיםבאופןיעילוזולהיאתחוםעבודהחשובשלהרבהמדעניםכיום。

באיור3,אנומראיםאתהרכיביםהדרושיםלהפיכתפחמןדו——חמצנילמתנולבשניצעדים。ראשית,פחמןדו——חמצניומיםמשולביםעםהזרז。לאחרמכן,צריךלהוסיףאנרגיהכדילהתחילאתהתגובההכימיתשמייצרתאתהגזהסינתט,יתערובתשלפחמןחד——חמצניומימן。אזניתןלהשתמשבתערובתהזוכדילייצרדלקמתחדשכמומתנולבתגובהשנייה。

תובנותלהמשך

הפיכתגזיחממהכמופחמןדו——חמצנילדלקיםמתחדשיםכמולמשלמתנול,מספקתלנודרךאפשריתלאגוראנרגיה。כדילעשותזאת,אנוצריכיםלהשתמשבאנרגיהמתחדשת(כמולמשלאנרגייתרוחאושמש)במקומותובזמניםשבהםהןזמינות。אנויכוליםלהשתמשבאנרגיהמתחדשתבתגובהכימיתכדילייצרמתנול,ואזאנויכוליםלהעביראתהמתנוללמקוםשבואנוצריכיםאותו,אולאחסןאותולשימושעתידי。התהליךהזהמאפשרלנולהורידזמניתאתכמותגזיהחממהבאטמוספרה。חשוביותרמכך,ה”מִחזור”הזהשלפחמןדו——חמצנישכברנמצאבאטמוספרהמסייעלמנועשחרורשלפחמןדו——חמצנינוסףעלידישריפתדלקימאובנים。זהעשוילסייעלהפחיתאתההתחממותהגלובליתואתשינויהאקליםשנגרםעלידיבניאדם——שתיבעיותחמורותשלהתקופהשלנו。

מילוןמונחים

גז温室气体(温室气体)：↑גזבאטמוספרהשכולאחום,וגורםלעלייהבטמפרטורות。ההשפעההזושלגזיחממהנקראתאפקטהחממה。

שינויאקליםשנגרםעלידיבניאדם(人造气候变化)：↑השינוייםבאקליםכדורהארץשנגרמיםעלידיפעילויותאנושיותכמולמשלשימושנרחבבדלקימאובנים。

财源:财源:财源:财源:财源:财源:财源:财源:财源:财源：↑התהליךשלהפיכתצורהאחתשלאנרגיה(כמולמשלאנרגייתרוח)לאנרגיהאחרת(כמולמשלאנרגיהחשמלית);נקרגם。

מתנול(甲醇)：↑כימיקלשמכילפחמןאחד,חמצןאחדוארבעהאטומימימן。הואשייךלקבוצהשלכימיקליםשנקראתאלכוהולים,וניתןלהשתמשבולאגירתאנרגיהאוליצירתטוביןעבורחייהיומיוםשלנו。

_(比能)_(比能)_(比能)_(比能)：↑גרםדלק。„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

ג(化学反应)：↑תהליךשבושניכימיקלים(אויותר)נפגשיםכדיליצורכימיקליםחדשים。לדוגמה,פחמןדו——חמצנייכוללהגיבעםמימןכדילתתמתנולומים。

(化学能转换)：↑תהליךשלהפיכתאנרגיהלדלקיםבאמצעותתגובותכימיות。。

זרז(催化剂)：↑חומרשמאפשרתגובותכימיותשאחרתלאהיומתרחשות。

ינטרסים

המחבריםמצהיריםכיהמחקרנערךבהעדרכלקשרמסחריאופיננסישיכוללהתפרשכניגודאינטרסיםפוטנציאלי。

תודות

אנומודיםלמועצההאירופיתלמחקר(ERC)עבורתמיכהכלכליתדרךתוכנית地平线2020למחקרולחדשנותשלהאיחודהאירופי(הסכםמענקn°755744 / ERC -מענקמתחיל沿着斜坡一路翻滚下来)。

הערתשוליים

1.↑נניםלירזנלק:http://globalsolaratlas.info/ומ:http://globalwindatlas.info/．

---

מקורות

[1]↑米切尔，j.f.b. 1989。温室效应和气候变化。启“。27:115-39。doi: 10.1029 / RG027i001p00115

[２]↑Rädecker, N.和Pogoreutz, C. 2019。为什么珊瑚礁是海洋生物的热点?前面。年轻人7:143。doi: 10.3389 / frym.2019.00143

[3]↑欧拉，G. A.，戈珀特，A.和普拉卡什，G. K. S. 2018。超越石油和天然气:甲醇经济。第3版。Weinheim: Wiley-VCH。

[4]↑Rameshan, C.， Li, H.， Anic, K.， Roiaz, M.， Pramhaas, V.， Rameshan, R.等。2018。原位ZrO上甲烷干重整过程中的NAP-XPS光谱分析₂/Pt(111)逆型催化剂。期刊。提供者。事30:264007。doi: 10.1088 / 1361 - 648 x / aac6ff