Avem nevoie de măsuri pentru a găsi surse de energie inepuizabile din punct de vedere ecologic și practic inepuizabile. O astfel de măsură este utilizarea energiei solare. Aproximativ jumătate din energia solară este împrăștiată și absorbită de atmosferă și aproximativ 10% este reținută în picături și nori de praf. Cota rămasă a energiei solare, care a atins suprafața Pământului, este de zeci de ori mai mare decât producția maximă admisibilă de energie termonucleară.
Se pune problema transformării chimice a energiei solare, adică sarcina acumulării energiei solare, concentrându-se asupra experienței pe care o are natura, și anume fotosinteza.
Este logic să se stabilească sarcina producției artificiale pe scară largă bazată pe conversia energiei solare într-un combustibil chimic cum ar fi hidrogenul din apă:
O cantitate similară de energie electrică este necesară și pentru descompunerea electrolitică a apei. Cum, totuși, frunza verde se implică în fotosinteza apei? Se pare că fotocatalizatorii săi acționează pe principiul descompunerii electrolitice a apei. Sistemele fotomodale catalitice, dezvoltate în prezent, se apropie din ce în ce mai mult de obiectele naturale fotosintetice nu numai prin principiul acțiunii lor, ci și prin organizarea sistemelor în sine. O conversie pe scară largă a energiei solare în energia combustibililor chimici este pusă pe ordinea zilei. Trebuie avut în vedere faptul că hidrogenul este cel mai caloric și mai ecologic carburant. Este convenabil atât pentru energia staționară, cât și pentru transport. Este fără îndoială un combustibil universal pentru viitorul sector energetic.
4.3 Chimia stărilor extreme
În contrast cu chimia catalitică, caracteristica căreia este activarea chimică a moleculelor de reactiv, adică relaxarea legăturilor chimice inițiale în interacțiunea cu catalizatorul lor, chimia stărilor extreme este caracterizată prin activarea energetică a reactivului, adică furnizarea de energie din exterior pentru o ruptură completă a legăturilor originale.
Chimia condițiilor extreme include chimia plasmei și chimia radiațiilor (chimia de înaltă energie).
lungimea evenimentelor elementare conversii chimice se apropie în ea la 10-13 sec: în plasmă-chimică a proceselor ratei legăturilor chimice dintre moleculele reacționând atinge optim, având în vedere natura redistribuire. cu absența aproape totală a reversibilității reacției, în timp ce în toate reactoarele moderne de plante această viteză este redusă de mii și de milioane de ori datorită reversibilității. Prin urmare, procesele plasma-chimice sunt extrem de performante.
Plasmatronul metan cu o capacitate de 75 de tone de acetilenă pe zi are o lungime de numai 65 cm și un diametru de 15 cm. De fapt, el înlocuiește întreaga plantă. În același timp, metanul din acesta la o temperatură de 3000-3500 grade pentru o zece-o mie de secundă se transformă în 80% în acetilenă.
În prezent, s-au dezvoltat metode de legare a azotului atmosferic prin sinteza chimică plasmă a oxizilor de azot, care pot fi mai economice decât metoda amoniacului pentru costurile de energie.
Se creează o tehnologie chimică plasmă pentru producerea pulberilor fine, principala materie primă pentru metalurgia pulberilor.
Chimia plasmei face posibilă obținerea de materiale care până acum nu au fost cunoscute de om, de exemplu metalul, în care oțelul, fonta și aluminiu sunt folosite ca liant. Tehnologia cu plasmă permite, prin topirea particulelor de rocă pentru a crea o legătură puternică cu metalul rasei, rezultând astfel metallobeton mai puternică decât de obicei la compresiune 10 și se întinde până la 100 de ori.
În Rusia, au fost dezvoltate procese chimice în plasmă pentru transformarea cărbunelui în combustibil lichid, eliminând utilizarea presiunilor mari și a emisiilor de sulf și cenușă.
Radiație chimie. Începutul a fost pus de iradierea polietilenă pentru a-i da o putere mare. Cele mai importante procese în tehnologia radiațiilor-chimice sunt de polimerizare, vulcanizarea, producerea materialelor compozite, inclusiv lemnul compozițiilor lacurilor și a altor materiale de acoperire legarea suprafețelor din lemn și metal, obtinerea polimerbetonov prin impregnarea mod obișnuit, din beton sau alt monomer, urmat de iradiere pe bază.
O arie fundamentală nouă și importantă a chimiei stărilor extreme este sinteza auto-propagatoare de temperatură înaltă (SHS) a materialelor refractare și ceramice.
Se bazează pe reacția de ardere a unui metal în altul sau a metalelor în azot, carbon, siliciu. Metoda SHS este rezultatul dezvoltării teoriei termice a proceselor de combustie și explozii în solide. Acesta oferă un fel de combustie, de exemplu, pulbere de titan în bor pulbere pentru a forma borură TIV și TiV2 zirconiu pulbere sau pulbere de siliciu pentru a forma siliciuri zirconiu ZrSi, ZrSi2. Metoda SHS a produs sute de compuși refractari de o calitate excelentă.
O caracteristică caracteristică a metodei SHS este simplitatea instalațiilor tehnologice, un beneficiu excepțional de mare în ceea ce privește costurile energiei. Potrivit experților americani, tehnologia SHS este cea mai mare realizare a oamenilor de știință ruși din cadrul Institutului de Fizică Chimică al Academiei de Științe din Rusia.
Punctul dvs. de vedere?
1. Descrie rolul catalizei în diverse ramuri ale chimiei.
2. Descoperă rolul succeselor fizicii, chimiei, biologiei în rezolvarea problemelor energiei prezentului și viitorului.
3. Care este chimia stărilor extreme?
1. La al treilea nivel de dezvoltare a cunoașterii chimice - doctrina proceselor chimice - chimia devine știința proceselor și mecanismelor schimbării substanțelor.
2. Cataliza - o mediere puternică a "corpurilor terțe" în implementarea proceselor chimice, capabile să facă miracole în chimie.
3. Azotobacter (în noduli ai plantelor leguminoase) acționează pe principiul legării catalitice a azotului liber prin catalizatori organometalici.
4. Catalizatorii au fost lăsați să intre în uleiul de hidrocarburi ieftine ca materie primă pentru sinteza organică, și să le primească din cauciuc sintetic, materiale plastice, lacuri, lacuri, agenți de curățare etc.
5. Catalizatorii de zeolit au o suprafață larg răspândită și selectivitatea acțiunii.
6. Domeniile promițătoare ale chimiei catalitice includ: complexul metalic, interfaza, cataliza membranară și cataliza cu substanțe similare enzimelor.
7. Hidrogenul este combustibilul cel mai consumator de energie și cu un consum redus de energie.
8. În procesele chimice plasmatice, rata de redistribuire a legăturilor chimice dintre moleculele care reacționează atinge un optim determinat de natură.
9. sinteză la temperaturi ridicate inmultire Auto de materiale refractare și ceramice se bazează pe reacția de ardere a unui metal în celălalt metal, metalul din azot, carbon sau siliciu, care este un domeniu cu totul nou de chimie de condiții extreme.
Articole similare
-
Chimia stărilor extreme - probleme și soluții la nivelul teoriei proceselor chimice -
-
Chimia condițiilor extreme include chimia plasmei și chimia radiațiilor (chimia de mare energie
Trimiteți-le prietenilor: