blogtsk
Các mô phỏng sơ bộ cho thấy khả năng tái sử dụng nước và carbon dioxide từ hệ thống ống xả ô tô để trồng thực phẩm.
Theo nghiên cứu mới, sự tiến bộ này sẽ làm giảm lượng khí thải carbon của giao thông đường bộ và giúp ngành nông nghiệp nuôi sống dân số ngày càng tăng.
Maria Barrufet, giáo sư tại khoa kỹ thuật dầu khí tại Đại học Texas A&M cho biết: “Tôi bắt đầu đọc các tài liệu liên quan và mô phỏng những gì có thể xảy ra. “Điều này là hoàn toàn thực tế. Một số đề xuất đã được viết cho các ứng dụng xe tải lớn và xe biển, nhưng vẫn chưa có gì được thực hiện. Và chúng tôi là những người đầu tiên nghĩ ra động cơ ô tô chở khách ”.
Tác động có thể rất lớn. Vào năm 2019, ước tính có khoảng 1,4 tỷ xe được sử dụng trên khắp thế giới. Trung bình một xe du lịch đang hoạt động có thể thải ra khoảng 5 tấn US (tương đương 4,6 tấn) CO2 mỗi năm, có nghĩa là một lượng đáng kể khí nhà kính đang đi vào môi trường. Quá trình đốt cháy nhiên liệu của một chiếc ô tô cũng tạo ra một lượng lớn nước mỗi năm – khoảng 5.547 gallon (khoảng 21.000 lít).
Elena Castell-Perez và Rosana Moreira, cả hai giáo sư trong khoa sinh học và kỹ thuật nông nghiệp, đều biết lượng khí CO lãng phí này 2 và nước có thể được sử dụng tốt, đặc biệt là ở các thành phố.
Sự mở rộng gần đây trong nông nghiệp đô thị của Hoa Kỳ dựa vào các nhà kính công nghiệp , sử dụng bầu không khí được làm giàu nhân tạo chứa lượng CO gấp ba lần 2 trong không khí bình thường để cải thiện sức khỏe cây trồng và thu hoạch.
Các trang trại đô thị này sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ nguồn CO miễn phí, được tái chế ổn định 2 và nước từ khói xe vì họ hiện đang mua và sử dụng gần 5 pound (hơn 2 kg) CO 2 và gần sáu gallon (22 lít) nước để phát triển chỉ hơn hai pound (1 kg) sản phẩm. Và những con số này không bao gồm nước và CO 2 cần thiết cho chế biến thực phẩm sau thu hoạch và thanh trùng pha đậm đặc.
Nó sẽ hoạt động như thế nào?
Các nhà nghiên cứu đã phác thảo cách thức hoạt động của thiết bị tích hợp. Nhiệt từ động cơ có thể cung cấp năng lượng cho hệ thống chu trình Rankine hữu cơ (ORC), về cơ bản là một đơn vị nhỏ, khép kín có chứa tuabin, bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng và bơm cấp hoạt động giống như một động cơ hơi nước kiểu cũ nhưng ở quy mô nhỏ hơn nhiều, và với lượng nhiệt ít hơn cần thiết để sản xuất điện.
ORC sẽ cung cấp năng lượng cho các thành phần khác, chẳng hạn như hệ thống trao đổi nhiệt, có thể làm mát, nén và thay đổi khí CO 2 thành chất lỏng để lưu trữ gọn gàng hơn.
Barrufet nói: “Nhiều năm trước, chúng tôi không nghĩ rằng mình có thể có điều hòa nhiệt độ trong ô tô. “Đây là một khái niệm tương tự như điều hòa không khí mà chúng tôi hiện có. Nói một cách dễ hiểu, nó giống như thiết bị đó, nó sẽ phù hợp với những không gian chật hẹp ”.
Mô phỏng sơ bộ là đáng khích lệ. Dự đoán không có sự giảm đáng kể nào về công suất động cơ hoặc tăng mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô. Bất kỳ khả năng ăn mòn nào trong hệ thống trao đổi nhiệt đều có thể được giải quyết bằng việc sử dụng các vật liệu phủ mới.
Về mặt lý thuyết, các chủ phương tiện có thể chuyển đầy đủ các hộp khí CO 2 và nước tại các trung tâm thu hồi giống như người ta mang lon nhôm và thép ngày nay. Hoặc người lái xe thậm chí có thể sử dụng CO 2 và nước trong các hệ thống nhà kính của họ hoặc trong cộng đồng, miễn là CO 2 được cây trồng sử dụng một cách có trách nhiệm và hấp thụ đầy đủ.
Chụp khí thải ô tô ở quy mô nhỏ
Tuy nhiên, các câu hỏi vẫn còn đó, chẳng hạn như những hộp mực này sẽ cần lớn đến mức nào, nước sẽ được xử lý như thế nào vì nó không thể nén được, và lượng CO được lưu trữ sẽ ở trọng lượng nào 2 và nước ảnh hưởng đến hiệu suất của xe .
Các nhà nghiên cứu đang tích cực tìm kiếm nguồn tài trợ để tiếp tục công việc của họ. Trong khi nghiên cứu đã được thực hiện trong các phòng thí nghiệm quốc gia và các ngành công nghiệp về việc cải tiến các thiết bị để CO quy mô lớn 2 thu giữ , hiện chưa có gì tồn tại ở quy mô nhỏ như thế này, vì vậy có thể phải 10 năm nữa họ mới có thứ gì đó sẵn sàng để thử nghiệm.
Thách thức lớn nhất có thể đến từ việc tập hợp một nhóm để tiến hành nghiên cứu. Các thành phần của thiết bị đã tồn tại ở một số dạng nhưng sẽ cần một nhóm kỹ sư gắn kết từ các chuyên ngành khác nhau để thiết kế lại chúng để làm việc cùng nhau trong một không gian hạn chế như vậy.
Barrufet nói: “Tất cả những ý tưởng và công nghệ độc lập này đều không có giá trị nếu chúng không thể kết nối. “Chúng tôi cần những người quan tâm đến tương lai để điều này sớm thành hiện thực, những sinh viên tràn đầy năng lượng trong các ngành dầu khí, cơ khí, dân dụng, nông nghiệp và các ngành kỹ thuật khác có thể vượt qua ranh giới và làm việc đồng bộ.”
Nguồn: Futurity
Sáng tạo có phương pháp sẽ giúp chúng ta vượt qua các lối mòn tư duy. Liệu có nơi nào giảng dạy bạn cách sáng tạo? Khoá học ngắn hạn “PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI” được giảng dạy uy tín, chất lượng tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên sẽ lời đáp hữu ích cho bạn. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.
