Для решения неотложных климатических задач миру необходимо исследовать тысячи новых идей, даже тех, которые на первый взгляд могут показаться безумными. В своем новом видео Билл Гейтс посещает Школу устойчивого развития имени Доэр при Стэнфордском университете (Stanford Doerr School of Sustainability), чтобы узнать, как ученые превращают воду и углекислый газ в топливо, а также как превратить обычные сточные воды в источник ценных ресурсов.
💧 Новая жизнь сточных вод: от отходов к «жидкому золоту» 0:29
В современных условиях понятие «сточные воды» может быть не совсем точным, так как этот ресурс содержит множество ценных компонентов. Ученые Стэнфордского университета занимаются тем, что можно назвать «жидкой переработкой».
Специалисты стремятся извлекать из отходов, которые большинство людей просто выбрасывают, широкий спектр материалов:
- Азот и фосфор (используются для производства удобрений).
- Металлы, включая литий, кобальт и даже золото.
- Компоненты для создания литий-ионных аккумуляторов и ракетного топлива.
Хотя человечество использует продукты жизнедеятельности в сельском хозяйстве на протяжении тысячелетий, переход к промышленным масштабам в мегаполисах с миллионами жителей представляет собой серьезную инженерную задачу. Одним из способов решения является использование электричества для перемещения заряженных частиц, таких как аммиак, через специальные мембраны.
В настоящее время лабораторный реактор способен обрабатывать от 10 до 20 литров жидкости в день. Перед учеными стоит задача масштабировать этот процесс сначала до 100 литров, затем до тысячи и, в конечном итоге, до десятков тысяч литров в день, чтобы создать полноценные очистные сооружения нового поколения, превращающие отходы в десятки полезных продуктов.
🧪 Углерод и водород из воздуха и воды 1:36
Билл Гейтс отмечает, что современная цивилизация во многом опирается на ископаемое топливо: оно используется для производства строительных материалов, удобрений и транспортировки. В основе молекул ископаемого топлива лежат два элемента: углерод и водород.
Эти же элементы в изобилии присутствуют в окружающем нас мире — в воздухе, которым мы дышим, и в воде, которую мы пьем. Главный научный вызов заключается в поиске способа эффективного получения углеводородов из этих доступных источников.
Процесс, который разрабатывают исследователи, включает следующие этапы:
- Создание катализатора для расщепления углекислого газа на углерод и кислород.
- Расщепление молекул воды на водород и кислород.
- Рекомбинация полученных элементов для создания углеводородов.
Особую важность представляет электрификация этого процесса. Большинство традиционных каталитических реакций требуют сжигания ископаемого топлива для поддержания температуры и энергии реакции. В Стэнфорде же работают над тем, чтобы использовать для питания катализаторов энергию возобновляемых источников, таких как ветер или солнце.
Билл Гейтс подчеркивает, что такие лаборатории предоставляют возможности для талантливых специалистов работать над решением важнейших экологических проблем планеты, и уже сейчас работа ученых показывает обнадеживающие результаты.
