U novoj studiji, istraživači sa Univerziteta u Kopenhagenu su koristili svetlost i hlor da iskorene nisku koncentraciju metana iz vazduha. Rezultat nas približava mogućnosti da uklonimo gasove staklene bašte iz objekata za stoku, postrojenja za proizvodnju biogasa i postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda u korist klime. Rad je objavljen u časopisu Environmental Research Letters.
Međuvladin panel za klimatske promene (IPCC) utvrdio je da će smanjenje emisije gasa metana odmah smanjiti porast globalnih temperatura. Gas je do 85 puta jači gas staklene bašte od CO 2 , a više od polovine ga emituju ljudski izvori, pri čemu je najveći udeo u proizvodnji stoke i fosilnih goriva.
Jedinstvena nova metoda koju je razvio istraživački tim na Odseku za hemiju Univerziteta u Kopenhagenu i spin-out kompanija Ambient Carbon uspela je da ukloni metan iz vazduha.
„Veliki deo naših emisija metana dolazi iz miliona izvora niske koncentracije kao što su štale za goveda i svinje. U praksi, metan iz ovih izvora je bilo nemoguće koncentrisati na više nivoe ili ukloniti. Ali naš novi rezultat dokazuje da je to moguće koristeći reakcionu komoru koju smo napravili“, kaže Metju Stenli Džonson, profesor atmosferske hemije UCPH koji je vodio studiju.
Ranije je Džonson predstavio rezultate istraživanja na COP 28 u Dubaiju putem internet veze iu Vašingtonu, u Nacionalnoj akademiji nauka, koja savetuje vladu SAD o nauci i tehnologiji.
Metan se može sagoreti iz vazduha ako njegova koncentracija prelazi 4%. Ali većina emisija izazvanih ljudskim faktorom je ispod 0,1% i stoga se ne mogu sagoreti.
Da bi uklonili metan iz vazduha, istraživači su izgradili reakcionu komoru koja, za neupućene, izgleda kao izdužena metalna kutija sa gomilom creva i mernih instrumenata. Unutar kutije odvija se lančana reakcija hemijskih jedinjenja, koja na kraju razlaže metan i uklanja veliki deo gasa iz vazduha.
„U naučnoj studiji smo dokazali da naša reakciona komora može da eliminiše 58% metana iz vazduha. I, od kada smo predali studiju, poboljšali smo naše rezultate u laboratoriji tako da je reakciona komora sada na 88%“ kaže Metju Stenli Džonson.
Hlor je ključ za otkriće. Koristeći hlor i energiju svetlosti, istraživači mogu da uklone metan iz vazduha mnogo efikasnije nego na način na koji se to dešava u atmosferi, gde proces obično traje 10-12 godina.
„Metan se razlaže brzinom puža jer gas nije posebno zadovoljan reagovanjem sa drugim stvarima u atmosferi. Međutim, otkrili smo da uz pomoć svetlosti i hlora možemo da pokrenemo reakciju i razgradimo metan otprilike 100 miliona puta brže nego u prirodi“, objašnjava Džonson.
Uskoro će na Departman za hemiju stići kontejner od 40 stopa. Kada to uradi, postaće veći prototip reakcione komore koju su istraživači izgradili u laboratoriji. Biće to „prečistač metana” koji će, u principu, moći da se poveže na ventilacioni sistem u štali za stoku.
„Današnje stočarske farme su visokotehnološki objekti u kojima je amonijak već uklonjen iz vazduha. Kao takvo, uklanjanje metana kroz postojeće sisteme za prečišćavanje vazduha je očigledno rešenje“, objašnjava profesor Džonson.
Isto važi i za postrojenja za prečišćavanje biogasa i otpadnih voda, koja su neki od najvećih ljudskih izvora emisije metana u Danskoj nakon stočarske proizvodnje.
Kao preliminarna istraga za ovu studiju, istraživači su putovali širom zemlje mereći koliko metana curi iz štala za stoku, postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda i postrojenja za biogas. Na nekoliko mesta istraživači su uspeli da dokumentuju da velika količina metana curi u atmosferu iz ovih postrojenja.
„Na primer, Danska je pionir kada je u pitanju proizvodnja biogasa. Ali ako samo nekoliko procenata metana iz ovog procesa pobegne, to se suprotstavlja bilo kakvoj klimatskoj dobiti“, zaključuje Džonson.
Istraživanje je sprovedeno u saradnji između Univerziteta u Kopenhagenu, Univerziteta Arhus, Arla, Skov i UCPH spin-out kompanije Ambient Carbon, koju sada vodi profesor Metju Stenli Džonson. Kompanija je počela da razvija MEPS (Methane Eradication Photochemical Sistem) tehnologiju i učini je dostupnom društvu.
Istraživači su izgradili reakcionu komoru i osmislili metodu koja simulira i u velikoj meri ubrzava prirodni proces razgradnje metana.
Metodu su nazvali fotohemijskim sistemom za iskorenjivanje metana (MEPS) i on razgrađuje metan 100 miliona puta brže nego u prirodi.
Metoda funkcioniše uvođenjem molekula hlora u reakcionu komoru sa gasom metanom. Istraživači zatim sijaju UV svetlo na molekule hlora. Energija svetlosti izaziva cepanje molekula i formiranje dva atoma hlora.
Atomi hlora zatim kradu atom vodonika iz metana, koji se zatim raspada i raspada. Hlorni proizvod (hlorovodonična kiselina) se hvata i zatim reciklira u komori.
Metan se pretvara u ugljen-dioksid (CO 2 ) i ugljen-monoksid (CO) i vodonik (H 2 ) na isti način kao što to čini prirodni proces u atmosferi.
Više o metanu (CH 4 )
Metan se može sagoreti da bi se uklonio iz vazduha, ali njegova koncentracija mora biti preko 4%, 40.000 delova na milion (ppm) da bi bio zapaljiv. Pošto je većina emisija izazvanih ljudskim faktorom ispod 0,1%, one se ne mogu spaljivati.
Međuvladin panel za klimatske promene (IPCC) utvrdio je da će smanjenje emisije gasa metana odmah smanjiti porast globalnih temperatura.
Metan je gas staklene bašte koji se prirodno emituje iz, između ostalog, močvara i iz izvora koje je stvorio čovek, kao što su proizvodnja hrane, prirodni gas i postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda.
Danas je metan odgovoran za trećinu gasova staklene bašte koji utiču na klimu i izazivaju globalno zagrevanje.
Metanu je potrebno 10-12 godina da se prirodno razgradi u atmosferi, gde se pretvara u ugljen-dioksid.
Tokom perioda od 25 godina, metan je 85 puta lošiji za klimu od CO 2 . U periodu od 100 godina, metan je 30 puta lošiji za klimu od CO 2 .
Koncentracija metana u atmosferi porasla je za 150% od sredine 1700-ih.
Sam metan je povećao izloženost antropogenom zračenju za 1,19 V/m 2, što je odgovorno za povećanje globalne prosečne temperature vazduha na površini od 0,6°C, prema IPCC-u.
