#углекислый газ

Считается, что гигантские вулканические цепи — древние и мощные регуляторы климата Земли, выбрасывающие углекислый газ из ее недр. Авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Оказывается, роль вулканов как главного природного «отопителя» планеты — относительно недавнее явление. Ключ к разгадке ученые нашли не в раскаленной магме, а среди микроскопических существ.

Накопление вредных веществ в атмосфере представляет серьезную угрозу для экологической безопасности во всем мире. Основными источниками этой проблемы служат выбросы промышленных предприятий и объектов энергетики. Существующие технологии утилизации, такие как пропускание газов через жидкость или закачка в подземные пласты, часто оказываются непрактичными и дорогими. Они требуют огромных энергозатрат и не гарантируют долгосрочной безопасности. Ученые Пермского Политеха нашли доступное решение и доказали, что готовый биопрепарат на основе микроводорослей может снижать концентрацию CO₂ в дымовых газах на 15%. Это позволит предприятиям внедрять недорогие системы очистки прямо на месте образования выбросов.

Лесозаготовки и добыча полезных ископаемых уничтожают участки тропических лесов Конго. В итоге в 2010-2017 годах африканские леса превратились из поглотителя углерода в источник углекислого газа. Вероятно, теперь приблизиться к нулевым выбросам в мире станет сложнее.

Исследователи Центра декарбонизации АПК и региональной экономики Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х.М. Бербекова совершили фундаментальное открытие, меняющее десятилетия устоявшихся представлений о жизнедеятельности растений. Ученые доказали, что корневая система растений способна напрямую поглощать диоксид углерода (CO₂) из почвы. Это вносит кардинальные изменения в понимание глобального углеродного цикла.

Порядка 90% зданий в мире построены с использованием цемента. Его производство сопровождается значительными выбросами: при обжиге выделяется около 900 килограммов углекислого газа на тонну, а с учетом топлива общий объем достигает 5-8% от количества в мире. Это усугубляет парниковый эффект и изменение климата. Чтобы снизить это воздействие, в 30% случаев для внутренней отделки применяют не цемент, а ангидрит — материал на основе гипсосодержащих компонентов и серной кислоты. Из него делают штукатурку, шпатлевку, наливной пол. Он более экологичен, но требует дорогого сырья и большого расхода энергии. Ученые Пермского Политеха и Института технической химии УрО РАН разработали новый метод получения активного ангидрита. Технология почти не требует внешнего нагрева. Это снижает энергозатраты в 5-10 раз и полностью исключает образование отходов.

Сегодня в России для выработки электроэнергии эксплуатируется более 300 газотурбинных электростанций. Такие станции, например, как ГТЭС-25П, при сжигании ископаемого топлива выделяют колоссальное количество углекислого газа. Его повышенные концентрации в атмосфере вызывают парниковый эффект и приводят к глобальному потеплению. Ежегодные выбросы одной такой электростанции составляют 1,3 миллионов тонн, а суммарно по стране — почти 400. Поэтому остро стоит вопрос внедрения новых мероприятий и технологий для решения этой проблемы. Ученые Пермского Политеха предложили перспективный способ снижения углеродного следа при эксплуатации газотурбинных электростанций. Подход позволит на 45% сократить вредные выбросы и в тоже время получить полезный химический продукт — диметиловый эфир.

Исследователи МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с китайскими учеными создали катализатор, который помогает эффективнее превращать углекислый газ в муравьиную кислоту. Благодаря углеродному покрытию он стабильно работает в кислой среде и при минимальном количестве калия, хотя ранее считалось, что элемент необходим в больших концентрациях. Это удешевит процесс переработки газа, а также упростит его промышленное применение — например, при получении топлива для экологичных видов транспорта.

Для катализа химических реакций и доставки лекарств активно используются координационные полимеры — своего рода «молекулярные конструкторы» из металлов и органических перемычек. Однако многие из них сложны в производстве или требуют дорогих компонентов. Меламин — дешевое и доступное вещество, которое выгодно использовать в качестве «строительного блока» для таких материалов. Однако его применение ограничено из-за плохой растворимости, что затрудняет создание на его основе новых полимеров. Ученые Пермского Политеха разработали новый двухмерный координационный полимер на основе меламина и сульфата цинка. Он не только доступен и экономически выгоден, но и обладает уникальными свойствами, которые могут быть полезны в медицине, энергетике и экологии.

Для глубоководных погружений серые тюлени отслеживают концентрацию кислорода, а не углекислого газа в крови, как большинство млекопитающих. Причем тюлени могут делать это осознанно, что меняет представление о физиологии ныряющих животных.

Согласно докладу Всемирной метеорологической организации, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 11,4 процента только за последние 20 лет. Уровень парниковых газов растет, обрекая планету на повышение температуры на многие годы вперед. Одним из возможных выходов считается улавливание, использование и хранение углекислоты в нефтяных скважинах, откуда газ не выходит на поверхность. Но сложные реакции, которые происходят между ним, горной породой и жидкостью в ней, до сих пор изучены мало. Ученые Пермского Политеха исследовали изменения в структуре пласта при взаимодействии с углекислым газом и выяснили, что его закачка в горную породу ведет к блокированию пор — это снижает их проницаемость на 60-70 процентов и тем самым мешает добыче нефти. Результаты помогут лучше понять, как оптимизировать закачку углекислого газа.

Ученые ТюмГУ, а также университетов Ирана, Турции, Азербайджана и Испании впервые исследовали свойства тетраядерного и моноядерного комплексов свинца, полученных электрохимическим окислением свинцового анода в атмосфере окружающей среды и азота. Кроме того, химики предложили новую систему, позволяющую эффективно превращать молекулы углекислого газа в ценные продукты — карбонаты.

Глобальное потепление – одна из важнейших проблем современного мира. Большой объем выброса парниковых газов, более 70 процентов которых приходится на углекислоту, приводит к резкому изменению климата и увеличению средней температуры, что пагубно сказывается на экосистеме планеты. Снизить выбросы в атмосферу можно, если улавливать и хранить углекислый газ для последующей переработки. Например, можно утилизировать его в горные породы с подземными водами. Ученые Пермского Политеха разработали проект захоронения углекислого газа в одном из водоносных комплексов нефтяных месторождений, рассчитали необходимые объемы и параметры хранилища, а также экономическую выгоду такого предприятия.

Согласно учебникам по ботанике, фотосинтез — это процесс, при котором растения используют энергию света и создают органические вещества, выделяя при этом кислород и поглощая углекислый газ. Однако известен и так называемый аноксигенный фотосинтез, когда кислород не выделяется и углекислый газ не поглощается, а синтезируются лишь несущие энергию молекулы АТФ. Ранее считалось, что доля аноксигенного фотосинтеза в общем фотосинтезе высших растений невелика. В результате недавних исследований ученые выяснили, что на самом деле этот процесс в листьях даже может преобладать.

Бетон — один из самых распространенных в строительстве материалов. Инженеры пытаются найти все новые способы повысить его прочность, чтобы постройки сохранялись долгие годы. Исследователи из Америки и Швейцарии предложили вариант упрочнить бетон с помощью углекислого газа.

Применив радиоактивный углерод, оставшийся от взрывов ядерных бомб прошлого, исследователи обнаружили, что биопродуктивность земной растительности, поглощающей этот углерод, заметно выше, чем считалось ранее. В то же время, она, похоже, связывает углерод на сравнительно небольшое время, поэтому надежды остановить потепление посадкой лесов становятся все призрачнее.

Группа исследователей под руководством профессора Проектного центра по энергопереходу Александра Квашнина опубликовала новую работу о пентабориде вольфрама WB5-x — веществе, которое обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными катализаторами. Ученые определили и изучили стабильные поверхности кристалла WB5-x и выявили, что новый катализатор не отравляется серосодержащими примесями, а значит не теряет своей активности. Пентаборид вольфрама потенциально может использоваться в качестве катализатора или сокатализатора в фильтрах для очистки промышленных выхлопных газов, добычи драгоценных металлов, фотокаталитического получения водорода и в других областях.

Использование возобновляемых источников энергии и зеленых технологий в сфере энергетики повышает рентабельность инвестиций и доходность компаний. А высокие выбросы углекислого газа, наоборот, ведут к снижению финансовой эффективности. Это показало совместное исследование сотрудников факультета экономических наук ВШЭ и Европейского университета в Санкт-Петербурге.

Ученые КБГУ разработали двухкамерную установку, которая значительно превосходит предыдущую однокамерную систему. Она позволяет проводить отдельные исследования корневых и листовых растений. Это улучшит понимание и оптимизацию их питания углеродом. Все наблюдения можно проводить в режиме реального времени.

Китайские экологи проверили гипотезу о том, что рост уровня углекислого газа в атмосфере негативно скажется на биоразнообразии. Комплексный анализ показал, что выбросы CO2 влекут за собой не только негативные эффекты для экосистем.

Добыча криптовалюты сильно нагружает процессоры компьютеров, что приводит к высокому потреблению электроэнергии и, как следствие, к негативному влиянию на окружающую среду. Теперь правительство Соединенных Штатов Америки собирается с этим бороться — ввести 30-процентный налог на электроэнергию для майнинг-компаний. Эксперты предупредили, что такой шаг не только не решит проблему, но и будет иметь серьезные последствия.