《二氧化碳矿工大亨.apk》

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MIT科学家正尝试利用二氧化碳足迹发现潜在外星生命

MIT科学家正尝试利用二氧化碳足迹发现潜在外星生命 研究人员提出，如果一颗陆地行星的大气中二氧化碳含量比同一星系中的其他行星少很多，这可能是该行星表面存在液态水也可能是生命的迹象。更重要的是，这一新特征就在美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的观测范围之内。虽然科学家们已经提出了其他宜居迹象，但这些特征即使不是无法测量，也很难用现有技术测量。研究小组表示，这种二氧化碳相对耗尽的新特征是目前唯一可以探测到的宜居性迹象。麻省理工学院行星科学助理教授朱利安-德-维特（Julien de Wit）说："系外行星科学的圣杯是寻找宜居世界和生命的存在，但迄今为止人们谈论的所有特征都超出了最新天文台的能力范围。现在我们有办法找出另一颗行星上是否有液态水。这也是我们在未来几年内可以实现的目标"。在这幅插图中，美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的多层遮阳板在天文台的蜂巢镜下伸展开来。韦伯望远镜是未来十年中最重要的天文台，为全世界成千上万的天文学家服务。它研究我们宇宙历史的每一个阶段。图片来源：NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez研究小组的研究成果最近发表在《自然-天文学》上。de Wit 与英国伯明翰大学的 Amaury Triaud 共同领导了这项研究。他们在麻省理工学院的合著者包括本杰明-拉克姆、普拉杰瓦尔-尼劳拉、安娜-格利登-奥利弗-贾古茨、马特伊-佩奇、亚努什-佩特科夫斯基和萨拉-西格，以及伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的弗里德-克莱因、法国综合理工学院的马丁-图尔贝和波尔多天体物理实验室的弗兰克-塞尔西斯。迄今为止，天文学家已经探测到 5200 多个太阳系外的世界。利用目前的望远镜，天文学家可以直接测量行星到恒星的距离以及完成一个轨道所需的时间。这些测量结果可以帮助科学家推断行星是否在宜居带内。但是还没有办法直接确认一颗行星是否真的适合居住，也就是说它的表面是否存在液态水。在整个太阳系中，科学家可以通过观察"闪光" - 即从液体表面反射的闪光来探测液态海洋的存在。例如，在土星最大的卫星土卫六上就观测到了这些闪光或镜面反射，这有助于确认该卫星上有大型湖泊。然而，要在遥远的行星上探测到类似的微光，目前的技术还无法实现。不过，德威特和他的同事们意识到，还有一种近在咫尺的宜居特征可以在遥远的世界中探测到。特里奥德说："通过观察我们自己系统中的陆地行星，我们萌生了一个想法。"金星、地球和火星都有相似之处，即都是岩石行星，居住在相对于太阳而言较为温和的区域。地球是三颗行星中目前唯一拥有液态水的行星。研究小组还注意到另一个明显的区别：地球大气中的二氧化碳含量要少得多。我们假设这些行星是以类似的方式诞生的，如果我们现在看到一颗行星的碳含量少了很多，那么它一定是去了某个地方。唯一能从大气中移除这么多碳的过程是涉及液态水海洋的强大水循环。事实上，地球的海洋在吸收二氧化碳方面发挥了重要而持久的作用。在数亿年的时间里，海洋吸收了大量的二氧化碳，几乎相当于今天金星大气中持续存在的二氧化碳量。这种行星级的效应使得地球大气中的二氧化碳含量大大低于其行星邻居。研究报告的合著者弗里德-克莱因（Frieder Klein）说："在地球上，大气中的大部分二氧化碳在地质时间尺度上被封存在海水和固体岩石中，数十亿年来，这有助于调节气候和宜居性。"研究小组推断，如果在一颗遥远的行星上检测到类似的二氧化碳消耗，那么这将是其表面存在液态海洋和生命的可靠信号。在广泛查阅了生物学、化学、甚至气候变化背景下的碳封存等多个领域的文献后，研究人员认为，如果我们探测到碳耗竭，那么它就很有可能是液态水和/或生命的强烈信号。寻找生命的路线图在他们的研究中，研究小组提出了一种通过寻找贫化二氧化碳特征来探测宜居行星的策略。这种搜索对"豌豆荚"系统最有效，在这种系统中，多个大小差不多的陆地行星的轨道彼此相对靠近，类似于我们的太阳系。研究小组提出的第一步是确认这些行星是否有大气层，方法很简单，就是寻找是否存在二氧化碳，预计二氧化碳在大多数行星大气层中占主导地位。"二氧化碳是一种非常强的红外线吸收体，很容易在系外行星的大气层中被探测到，"de Wit 解释说。"二氧化碳的信号可以揭示系外行星大气层的存在"。一旦天文学家确定一个星系中有多颗行星拥有大气层，他们就可以继续测量它们的二氧化碳含量，观察是否有一颗行星的二氧化碳含量明显低于其他行星。如果是这样，那么这颗行星很可能适合居住，也就是说它的表面有大量的液态水。但宜居条件并不一定意味着行星上有人居住。为了确定是否真的存在生命，研究小组建议天文学家寻找行星大气层中的另一个特征：臭氧。研究人员注意到，在地球上，植物和一些微生物会汲取二氧化碳，但汲取的量远不及海洋。不过，作为这一过程的一部分，生命形式会释放出氧气，氧气与太阳的光子发生反应，转化成臭氧一种比氧气本身更容易检测的分子。研究人员说，如果一个星球的大气层同时显示出臭氧和二氧化碳枯竭的迹象，那么这个星球很可能是一个宜居的、有人居住的世界。特里奥德说："如果我们看到臭氧，那么它很有可能与生命消耗二氧化碳有关。如果是生命，那就是灿烂的生命。它不仅仅是几个细菌。它将是一个星球规模的生物体，能够处理大量的碳，并与之相互作用。"据研究小组估计，美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜将能够测量附近多行星系统中的二氧化碳，可能还包括臭氧，比如TRAPPIST-1一个围绕一颗明亮恒星运行的七大行星系统，距离地球仅40光年。"TRAPPIST-1 是我们可以利用 JWST 进行陆地大气研究的少数系统之一，"de Wit 说。"现在我们有了寻找宜居行星的路线图。如果我们齐心协力，就能在未来几年内完成颠覆性的发现。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料

新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料 锅炉的效率通常很高。因此，仅靠提高燃烧效率很难减少二氧化碳排放。因此，研究人员正在探索其他方法，以减轻锅炉排放的二氧化碳对环境的影响。为此，一个很有前景的策略是捕获这些系统排放的二氧化碳，并将其转化为有用的产品，如甲烷。要实施这一战略，需要一种特殊类型的膜反应器，即分配器型膜反应器（DMR），它既能促进化学反应，又能分离气体。虽然 DMR 已在某些行业中使用，但其在将二氧化碳转化为甲烷方面的应用，尤其是在锅炉等小型系统中的应用，仍相对较少。由日本芝浦工业大学的野村干弘教授和波兰 AGH 科技大学的 Grzegorz Brus 教授领导的一组日本和波兰研究人员填补了这一研究空白。他们的研究成果最近发表在《二氧化碳利用期刊》上。来自日本和波兰的研究人员开发出一种反应堆设计，可有效捕捉二氧化碳排放并将其转化为可用的甲烷燃料。这一突破可大幅减少温室气体排放，为实现碳中和的未来铺平道路。资料来源：日本 SIT 的野村干弘教授研究小组双管齐下，通过数值模拟和实验研究来优化反应器设计，以便将小型锅炉中的二氧化碳高效转化为甲烷。在模拟过程中，研究小组模拟了气体在不同条件下的流动和反应。这反过来又使他们能够最大限度地减少温度变化，确保在甲烷生产保持可靠的同时优化能源消耗。研究小组还发现，与将气体导入单一位置的传统方法不同，分布式进料设计可以将气体分散到反应器中，而不是从一个地方送入。这反过来又能使二氧化碳更好地分布在整个膜中，防止任何位置过热。野村教授解释说："与传统的填料床反应器相比，这种 DMR 设计帮助我们将温度增量降低了约 300 度。"除了分布式进料设计，研究人员还探索了影响反应器效率的其他因素，并发现一个关键变量是混合物中的二氧化碳浓度。改变混合物中的二氧化碳含量会影响反应的效果。"当二氧化碳浓度为 15%左右（与锅炉中的二氧化碳浓度相似）时，反应器生产甲烷的效果要好得多。事实上，与只有纯二氧化碳的普通反应器相比，它能多产生约 1.5 倍的甲烷，"野村教授强调说。此外，研究小组还研究了反应器尺寸的影响，发现增大反应器尺寸有助于为反应提供氢气。不过，需要考虑一个折衷的问题，因为提高氢气可用性的好处需要谨慎的温度管理，以避免过热。因此，这项研究为解决温室气体排放的主要来源问题提供了一个前景广阔的解决方案。通过利用 DMR，可以成功地将低浓度二氧化碳排放转化为可用的甲烷燃料。由此获得的益处不仅限于甲烷化，还可应用于其他反应，从而使这种方法成为高效利用二氧化碳的多功能工具，甚至适用于家庭和小型工厂。这项研究得到了波兰国家机构、克拉科夫 AGH 大学和日本科学促进会的资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则 净零排放意味着欧盟将通过利用植物吸收二氧化碳的自然能力，或通过建立从空气或海水中过滤二氧化碳的技术，来捕捉其未能阻止的剩余二氧化碳排放。净零战略存在固有风险，这也是为什么像今天制定的这些规则如此重要的原因。它们将规定什么算作碳清除，希望能筛选出那些不能有意义地应对气候变化的低劣项目。宽松的规则或者根本没有规则可能会给公司提供继续污染的途径，同时误导性地承诺以后会减少这些排放。如果这些承诺落空，或者它们所依赖的技术失败，那么就会留下所有的污染，而这些污染本来是可以通过选择清洁能源而不是碳清除来避免的。该框架"表明了欧盟对'正确进行碳清除'的承诺"，Climeworks 公司的首席气候政策官 Christoph Beuttler 说。他在一份新闻稿中说："我们鼓励其他国家和地区效仿欧盟的做法，对碳清除量进行严格评估。"迄今为止，该行业的相关行动都是以自律的方式进行。例如，Climeworks 公司去年宣布，其客户微软、Stripe 和 Shopify 已成为世界上首批付费过滤空气中二氧化碳排放、将这些排放物储存在地下并由第三方验证该服务的公司，审计公司 DNV 与 Climeworks 合作，共同制定标准并对碳清除进行认证。在另一项行动中，Stripe、Alphabet、Meta、Shopify 和麦肯锡于 2022 年发起了一项名为"前沿"（Frontier）的倡议，为有意购买碳减排信用额度的公司审查碳减排供应商。碳信用额市场已经有了一段不光彩的历史。在碳减排成为潮流之前，很多品牌购买了与林业项目相关的碳抵消信用额度。当时的想法是，公司可以通过付费保护自然吸收二氧化碳的森林来抵消部分污染。一个信用额度相当于避免或螯合了一公吨的二氧化碳污染。然而，碳抵消市场充斥着质量低劣的信用额度，这些信用额度并不代表现实世界中二氧化碳排放量的减少。为了避免新兴碳清除技术的类似命运，欧盟的新认证为四种不同类型的碳清除设定了参数。其中包括因二氧化碳被封存（通常在地下）"几个世纪"而被认为是永久性的碳清除，以及"临时性"碳封存（在植物或土壤中至少持续 5 年，在木材等产品中至少持续 35 年）。它既评估了工业碳清除策略（如 Climeworks 所做的），也评估了基于自然的策略，如恢复森林和其他栖息地，或使土壤能够容纳更多二氧化碳的耕作方法。该框架还纳入了欧盟委员会在 2022 年提出的措施，包括要求碳清除是可量化和长期的。此外，项目应能"额外"减少二氧化碳排放量，也就是说，如果没有干预措施，这些碳就不会被封存。项目还需避免对环境造成其他负面影响。值得注意的是，欧盟的新认证计划不会将所谓的提高石油采收率（EOR）作为永久性的碳清除战略。在强化采油法中，化石燃料公司向地下喷射二氧化碳，以逼出难以开采的石油储量。西方石油公司（Occidental Petroleum）正在得克萨斯州开发大型碳清除项目，该公司利用 EOR销售其所谓的"净零石油"。一些环保组织警告说，欧盟的建议仍然过于宽松。他们担心该框架会激励临时碳储存，并让公司和国家都能申报二氧化碳清除量，他们说这可能会导致重复计算。非营利组织"碳市场观察"（Carbon Market Watch）的碳清除政策负责人 Wijnand Stoefs 在一份声明中说，这项协议"问题重重"，即使是清除量必须补充而不是替代减排量这一基本原则也被违反了。今天达成的临时协议仍需欧洲理事会和欧洲议会正式通过。如果获得通过，碳清除公司将自愿参与认证过程。但只有经过认证的项目才能计入一个国家在实现欧盟气候目标方面的进展。本月早些时候，欧盟委员会发布了一份捕集二氧化碳排放的战略文件，同时还发布了一项计划，即到 2040 年将欧盟的温室气体排放量减少90%。该战略设想，到 2040 年，欧盟每年有能力储存 2.8 亿吨捕集的二氧化碳，大约相当于700 多座燃气发电厂的年排放量。 ... PC版： 手机版：