¿Hay alguna manera de convertir el carbono en un producto útil utilizando las tecnologías actuales o de corto plazo?

El carbono no tiene que estar en forma de diamante para ser enormemente útil. De hecho, es difícil imaginar un material más útil que el carbono. ¿Dónde empiezo?

• ¿Considera que el acero es un producto útil? El carbono es un componente esencial del acero; agregar la cantidad justa de carbono al hierro fundido es lo principal que le da resistencia al acero. El carbono también se usa para reducir los minerales metálicos en metal, ya que a altas temperaturas el carbono tiene más afinidad por el oxígeno que los átomos metálicos; así que no es solo para fabricar acero, sino para fabricar muchos metales diferentes de los que dependemos.

• Electrodos para baterías. Ya sea una batería recargable de iones de litio o una batería desechable común (carbono-zinc), el grafito se usa para un electrodo.

• Materiales compuestos fuertes. Los plásticos reforzados con fibra de carbono son cada vez más importantes porque pueden reducir el peso de los automóviles (para un mejor rendimiento de la gasolina) sin disminuir su resistencia. Y se han utilizado durante mucho tiempo en el sector aeroespacial, ya que la relación resistencia / peso es incluso mejor que el aluminio; Boeing Dreamliner debe gran parte de su eficiencia de combustible al uso de compuestos de carbono. Los plásticos reforzados con fibra de carbono están apareciendo en bicicletas, arcos de violín, aspas de helicóptero, estuches para computadoras portátiles, cañas de pescar, palos de golf, altavoces …

• Llantas. Hay una razón por la que los neumáticos son negros; La adición de carbono (y azufre) al caucho mejora en gran medida las propiedades del material.

• Forros de freno o zapatas de freno.

• Materiales refractarios; El carbono (en forma de grafito) es una materia increíblemente alta temperatura si no está expuesto al oxígeno, y es uno de los mejores conductores de calor, por lo que puede usarse para revestir un alto horno o hacer un crisol que pueda transportar acero fundido desde Cucharón para moldear. Esto es en realidad, en miles de toneladas utilizadas por año, el mayor consumidor de grafito natural.

• Hablando de grafito, ¡los lápices son bastante útiles! El “plomo” del lápiz no está hecho del elemento plomo, por supuesto. El lápiz de plomo está hecho de grafito en polvo y arcilla.

• Los reactores nucleares usan grafito como matriz y como moderador de neutrones. El primer reactor nuclear, construido en la Universidad de Chicago, era casi completamente de grafito. Es interesante que este uso de carbono signifique menos emisiones de dióxido de carbono por la quema de combustibles fósiles.

• El carbón activado se utiliza para la purificación de agua, purificación de gases, tratamiento de aguas residuales, filtros en máscaras de gas y respiradores, remediación de aguas subterráneas, en cualquier lugar donde sus inmensas propiedades de adsorción por gramo puedan atrapar las cosas malas y dejar atrás las cosas buenas. Se usa para tratar el envenenamiento de muchos tipos de venenos, especialmente si no sabe qué veneno se ingirió. El hecho de que el carbono elemental sea tan no tóxico da lugar a muchos usos.

• Otra cosa que puede hacer con el carbón activado es usarlo como material de electrodo en un supercondensador o ultracondensador . Estos son dispositivos que almacenan electricidad estática, como una batería pero sin reacciones químicas, y tienen una vida útil de cientos de miles de ciclos y una velocidad de carga y descarga mucho mayor que las baterías convencionales. Elon Musk comenzó su programa de doctorado en Stanford con la intención expresa de encontrar una manera de dar a los ultracondensadores una densidad de energía comparable a las baterías, ya que eso eliminaría algunos inconvenientes para los vehículos eléctricos. (A diferencia de una batería, los ultracondensadores durarían mucho más que la vida útil de un automóvil y podrían recargarse en segundos en lugar de horas). Un sistema de autobuses en China ya está utilizando ultracondensadores, donde se recargan rápidamente en cada parada.

Esta lista ni siquiera comienza a tocar todas las cosas geniales que se están haciendo con bolas de bucky, nanotubos de carbono y grafeno. El carbono elemental es uno de los elementos más útiles del planeta.

El carbono es quizás el elemento más útil en la tabla periódica. Somos de carbono. El carbono es vida. Cada célula de tu cuerpo fue una vez CO2, que se combinó con la luz y terminó como tu cuerpo. El número atómico y la estructura únicos del átomo de carbono facilitan una inmensidad de posibilidades de enlace químico. El carbono forma la mayoría de los compuestos de todos. Es un átomo suficientemente pequeño con la mayor flexibilidad posible. Tiene una valencia de cuatro y puede formar enlaces simples, dobles y triples. También puede formar cadenas, cadenas interconectadas, anillos y bolas (fullerenos, un alótropo de carbono). La resistencia de la unión de carbono a carbono es bastante alta a 83 kcal / mol en comparación con 54 para azufre a azufre o 35 para oxígeno a oxígeno. El carbono exhibe cateación e hibridación extrema (orbitales s & p). ¡El carbono puede reaccionar, por lo tanto, con cualquier cosa y todo de todas las maneras posibles! Esto hace del carbono nuestro presente y nuestro futuro. Acabamos de arañar la superficie con carbono.

¡El carbono puede ser aislante o conductor dependiendo del alótropo de carbono del que estemos hablando!

De hecho, la mayoría de los compuestos que conocemos son compuestos que contienen carbono.

En las estrellas después de que el carbono se forma a partir de la fusión, varios átomos de carbono experimentan reacciones de fusión nuclear para producir neón, magnesio y oxígeno.

Se agrega carbono a los neumáticos de nuestros automóviles, lo que los hace negros, lo que se hace principalmente para fortalecer el caucho. También tiene un efecto adicional de hacer que el caucho sea más estable y resistente a la degradación por la luz solar.

¡La lonsdaleita es extremadamente dura, más dura que un diamante y el grafito es bastante blando! ¡Ambos son de carbono puro! Del mismo modo, el carbono parece tener el punto de fusión o sublimación más alto de todos los elementos. La forma de diamante tiene la conductividad térmica más alta de todos los elementos.

El carbono es extremadamente abundante en el universo, siendo el cuarto elemento más abundante en el universo. ¡Sin embargo, en la tierra, el carbono es algo escaso siendo solo un oligoelemento! Hay más titanio que carbono en la tierra.

El carbono es “ el ” elemento de la vida. Se convierte en todo lo que comemos, tocamos y amamos 🙂

Gracias por leer 🙂

El 100% de carbono puro existe en cientos de formas diferentes. Existe toda una industria basada en la producción de carbonos especiales para uso industrial.

Aunque todos estos carbonos son carbono puro, tienen diferente reactividad, diferente combustibilidad, resistencia del hilo, resistencia a la humedad, dureza, tamaño de partícula, conductividad eléctrica, área de superficie, capacidades de absorción, sitios de intercambio iónico y algunas otras propiedades fisicoquímicas que son más oscuras .

Las tecnologías actuales que utilizan dichos productos de carbono para la fabricación de productos útiles son las asociadas con la lubricación, los aparatos eléctricos, la medicina, la industria de polímeros (incluidos los fabricantes de neumáticos), la metalurgia (incluido el acero) y las industrias especializadas de purificación de agua y aire, por nombrar unos pocos.

A la ya extensa lista de respuestas, agregaré: todos los plásticos. Todos los orgánicos. El cultivo de alimentos convierte el carbono en un producto útil. El cultivo de árboles para madera convierte el carbono en un producto útil y tiene el beneficio adicional de atrapar el carbono durante 50-200 años (dependiendo de la vida útil del artículo de madera). Si quiere decir “qué necesitamos para convertir el CO2 atmosférico en un producto útil”, Malcolm ya lo ha abordado en su entrada. Y, por supuesto, el carbono en bruto es un producto útil, si no le importa quemarlo para calentarlo y arrojar más CO2 a la atmósfera, por lo que la única “tecnología moderna” que necesita es una pala, un hacha y un fósforo.

Hay muchos usos para el carbono. Los mejores en los que puedo pensar ahora:

  1. Grafeno
  2. Nanotubos de carbon
  3. Combustible sintético de hidrocarburos
  4. Diamantes sintéticos para uso industrial.

Además de la respuesta detallada de John Gustafson (que desearía haber escrito), me gustaría agregar que los hidrocarburos, que van desde azúcares y alcoholes simples hasta polímeros de cadena larga, son increíblemente útiles para energía, plásticos, enlucidos, etc. .

Dadas las respuestas de John, supongo que su pregunta no es tanto “¿Cómo hacemos del carbono un elemento industrialmente útil?” como es “¿Cómo hacemos que la extracción de carbono del CO2 atmosférico sea económicamente viable?”

No tengo una respuesta para esa pregunta.

Los productos más útiles que están hechos de carbono son los productos químicos, como los plásticos, y su uso en el almacenamiento de energía, como los hidrocarburos.

Los hidrocarburos como los aceites minerales, la gasolina, el diésel y el gas natural son una forma muy eficiente de almacenar energía química.

Una cosa que rara vez se menciona es el acceso directo disponible para almacenar energía de hidrógeno creada a partir de la energía nuclear.

Al calentar agua y gas de monóxido de carbono utilizando energía nuclear, podríamos utilizar la energía nuclear de una nueva manera y reducir el precio del transporte, la calefacción y los combustibles. El proceso ha estado en uso desde la década de 1930, y la única diferencia es usar calor nuclear más barato en lugar de carbón para producir el resultado.

Hay un grupo de materiales que tiene una cierta cantidad de utilidad conocida como compuestos orgánicos que tienen carbono en ellos. No estoy seguro de si diría que una tecnología actual o de corto plazo los produce como están hechos por organismos vivos. En cuanto a producto útil, los humanos son producto de la química orgánica.

Ver..
Respuesta del usuario de Quora a ¿Se pueden sintetizar líquidos a partir de las emisiones de carbono?