Ilmastonvakiointi synnyttää kekseliäisyyttä?


Science Dailystä (SD) sattui silmiini juttu (Linkki), jossa kerrottiin tutkimuksesta (Linkki), jossa oli hiilidioksidi saatu muutettua kiinteäksi hiileksi. Kun otsikossa oli mainittu hiilenpoistotekniikka, ensimmäinen ajatukseni oli: mitä vattua! Vähän vielä pitemmälle lukien selvisi sekin, ettei kyse ole kiinteästä hiiliyhdisteestä, kuten kalsiumkarbonaatista (CaCO3), vaan nimenomaan alkuainehiilestä (C). Tekniikkana oli pelkistää hiili nestemäisessä galliummetallissa, niin että gallium hapettuu oksidiksi.

Kemiallisesta potentiaalista

Kemiallinen potentiaali kuvaa yhdisteen tai atomiryhmän kemiallista energiaa (Linkki). Alkuaineille kemiallinen potentiaali on sovittu nollaksi. Siinä on sikäli järkeä, ettei isompikaan vetymäärä tuota energiaa, jos vain vetyä on läsnä. Sama energiavika on puhtaassa hapessakin. Mutta kun sekoitetaan nollatason alkuaineet, vety ja happi, niin sittenpä sitä energiaa riittää systeemin ulkopuolellekin, varsinkin kipinän avustamana. Veden kemiallinen potentiaali on sitten reippaasti negatiivinen, ja se kuvastaakin juuri vedyn ja hapen keskinäisen reaktion vapauttamaa energiaa. Jos nyt joku alkaa väittämään vettä vetypolttoaineeksi, niin hän on sivuuttanut kemiallisen potentiaalin. Vedestä toki voi tuottaa alkuainevetyä, mutta tämä prosessi vaatii sitten energiaa vähintään sen, mitä vedyn ja hapen poltossa vapautui. Pienenä huijauksena voisi veteen lisätä natriummetallia ja saada vetyä vapautettua ilman näkyvää energialisää. Maapallon olosuhteissa kuitenkin natrium on aina ”lepotilassa” natriumionina, jonka kemiallinen potentiaali on reippaasti negatiivinen. Vedyn valmistus natriummetallilla vaatii siis sitä energiaa siinä natriumin valmistusvaiheessa.

Galliumista

Gallium on alumiinin sukuinen metalli (Linkki), joka esiintyy maaperässä pääosin oksideina. Galliumin erityspiirteitä ovat alhainen sulamispiste (n. 30°C) ja korkea kiehumispiste (n. 2200°C). Sen käyttäminen hiilen pelkistykseen muistuttaa melkoisesti natriumin käyttöä vedyn valmistukseen. Energiaa on ensin sidottu galliummetallin valmistukseen ja tämä energia on sitten käytettävissä hiilidioksidin reaktioon, jossa syntyy alkuainehiiltä ja galliumoksidia.

Tutkimuksesta ja sen merkityksestä

Karma Zuraiqin ja kumppaneiden tutkimus osoittaa, että hiilidioksidista on pelkistettävissä galliumilla alkuainehiiltä. Lisäksi tämä insinööritieteilijöiden tutkimus osoittaa, että prosessi on melko yksinkertainen ja todennäköisesti varmatoiminen: syötetään reaktoriin nestemäistä metallia ja kaasumaista hiilidioksdia ja kerätään pinnalta hiili (ja galliumoksidi?) pois. Vaan sitten tulee mutta. Mikä onkaan koko prosessin energitase elinkaaren ajalta mitattuna? Ilmeisesti se jää sopimattomaksi energiaresurssin puutteesta kärsivässä maailmassamme.

SD:n artikkelissa viitataan katalyyttiin niin, että nestemäinen metalli olisi katalyytti. Katalyyttihän ei kulu reaktiossa, kuten gallium kuluu tässä prosessissa. Tämä herättää epäilyn, että tutkimuksen tekijät olisivatkin pihalla kemiasta, siis tietämättömiä ihmisiä. Toisaalta kun taustalla näyttää olevan kemiallisenkin insinööritieteen osasto, tuo tietämättömyys ei vaikuta kovin uskottavalta. Kehitinkin heille pelastusselityksen: Itse asiassa tutkijat vain hyödyntävät ilmastonvakiointiin helposti saatavissa olevaa rahoitusta, hyvin tietäen, ettei prosessin elinkaaritarkastelu tuota energiapositiivista tulosta. Mitä he itse asiassa hakevat, olisikin timanttien valmistus. Prosessi saattaisi vaatia hiiltä liuottamaan kykenevää nestemäistä metalliseosta (Fe-seostus?). Sitten kun metalliseos olisi kyllästetty alkuainehiilellä, se kaadettaisiin paineen kestävään jäähdytysastiaan. Gallium pyrkii laajenemaan olomuodonmuutoksessaan nesteestä kiinteäksi, jolloin mahdollisesti saavutettaisiin timantin valmistukseen vaadittava paine.

Kuva 1. Puhdasta hiiltä. By Mario Sarto – Self-photographed, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1015397
Advertisement

One response to “Ilmastonvakiointi synnyttää kekseliäisyyttä?

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.