Anthropogener chemischer Kohlenstoffkreislauf für eine nachhaltige Zukunft

Die Photosynthese der Natur nutzt die Energie der Sonne mit Chlorophyll in Pflanzen als Katalysator, um Kohlendioxid und Wasser in neues Pflanzenleben umzuwandeln. Nur gegeben ausreichender geologischer Zeit, Millionen von Jahren, können neue fossile Brennstoffe natürlich entstehen. Die Verbrennung unserer schwindenden fossilen Brennstoffreserven geht mit einer großen anthropogenen CO(2)-Freisetzung einher, die die CO(2)-Recyclingfähigkeit der Natur übertrifft und erhebliche Umweltschäden verursacht. Um den natürlichen Kohlenstoffkreislauf zu ergänzen, haben wir ein praktikables anthropogenes chemisches Recycling von Kohlendioxid vorgeschlagen und entwickelt. Kohlendioxid wird durch Absorptionstechnologien aus jeder natürlichen oder industriellen Quelle erfasst, aus menschlichen Aktivitäten oder sogar aus der Luft selbst. Es kann dann durch praktikable chemische Umwandlungen in Brennstoffe wie Methanol, Dimethylether und verschiedene Produkte, einschließlich synthetischer Kohlenwasserstoffe und sogar Proteine für Tierfutter, umgewandelt werden, die unsere Nahrungskette ergänzen. Dieses Konzept von breitem Umfang und Rahmen bildet die Grundlage dessen, was wir als Methanolwirtschaft bezeichnen. Die benötigten erneuerbaren Ausgangsmaterialien, Wasser und CO(2), sind überall auf der Erde verfügbar. Die erforderliche Energie für den synthetischen Kohlenstoffkreislauf kann aus jeder alternativen Energiequelle stammen, wie Solar-, Wind-, Geothermie- und hoffentlich auch sicherer Kernenergie. Der anthropogene Kohlendioxidkreislauf bietet einen Weg, eine nachhaltige Zukunft für die Menschheit zu sichern, wenn fossile Brennstoffe knapp werden. Während Biosourcen eine begrenzte Rolle bei der Ergänzung zukünftiger Energiebedarfe spielen können, stören sie zunehmend die Grundlagen der Nahrungskette. Wir haben zuvor Aspekte des chemischen Recyclings von Kohlendioxid zu Methanol und Dimethylether überprüft. In der vorliegenden Perspektive erweitern wir die Diskussion über den innovativen und praktikablen anthropogenen Kohlenstoffkreislauf, der die Grundlage für die schrittweise Befreiung der Menschheit von ihrer Abhängigkeit von schwindenden fossilen Brennstoffreserven sein kann, während gleichzeitig schädliche CO(2)-Emissionen in die Atmosphäre kontrolliert werden. Wir diskutieren auch detaillierter die wesentlichen Phasen und die bedeutenden Aspekte der CO2-Abscheidung und anschließenden Wiederverwertung. Unsere Fähigkeit, einen praktikablen anthropogenen chemischen Kohlenstoffkreislauf zu entwickeln, der die Photosynthese der Natur ergänzt, bietet auch eine neue Lösung für eine der größten Herausforderungen, vor denen die Menschheit steht.