باحثو جامعة كامبريدج يُسخِّرون الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود مستدام
حقق باحثو جامعة كامبريدج اختراقة رائدة في مجال التقاط الكربون واستخدامه. لقد أثبتوا بنجاح وجود مفاعل يعمل بالطاقة الشمسية يمكنه التقاط ثاني أكسيد الكربون (CO2) من العمليات الصناعية وحتى مباشرة من الهواء. من خلال الاستفادة من الطاقة من الشمس ، قاموا بتحويل ثاني أكسيد الكربون الذي تم التقاطه ، جنبًا إلى جنب مع النفايات البلاستيكية التي تعمل كعامل مساعد ، إلى وقود نظيف ومستدام. لا تقدم هذه التقنية المبتكرة حلاً لتقليل انبعاثات الكربون فحسب ، بل توفر أيضًا مسارًا لتحويل منتجات النفايات الضارة إلى منتجات كيميائية قيمة ، مما يعزز الاقتصاد الدائري.
تسخير الطاقة الشمسية لتحويل الكربون
يركز فريق البحث ، بقيادة البروفيسور إروين ريزنر ومقره في قسم الكيمياء ومركز كامبريدج الدائري للبلاستيك ، على تطوير وقود كربوني خالٍ من الصفر مستوحى من عملية التمثيل الضوئي. هدف الفريق هو تكرار العملية التي تقوم بها النباتات بتحويل ضوء الشمس إلى طعام ، باستخدام الأوراق الاصطناعية بفعالية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى وقود.
في السابق ، أجرى الباحثون تجارب باستخدام ثاني أكسيد الكربون النقي والمركّز في أسطوانات. ومع ذلك ، من أجل جعل التكنولوجيا عملية ، فقد احتاجوا إلى التقاط ثاني أكسيد الكربون بنشاط من الهواء. شكل هذا تحديًا تقنيًا كبيرًا ، حيث يحتوي الهواء على جزيئات مختلفة إلى جانب ثاني أكسيد الكربون. للتغلب على هذه العقبة ، قام الباحثون بدمج النفايات البلاستيكية في نظامهم.
دور نفايات البلاستيك
لعب دمج النفايات البلاستيكية في المفاعل الذي يعمل بالطاقة الشمسية دورًا مهمًا في التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء. عن طريق فقاعات الهواء من خلال محلول قلوي داخل النظام ، يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي ، في حين يتم إطلاق غازات أخرى مثل النيتروجين والأكسجين بشكل غير ضار. تسمح هذه العملية للباحثين بتركيز ثاني أكسيد الكربون من الهواء في محلول ، مما يسهل العمل معه.
أوضح الدكتور موتيار رحمان ، المؤلف الأول المشارك للدراسة ، أهمية المكون البلاستيكي ، مشيرًا إلى أنه عند إضافة النفايات البلاستيكية إلى النظام ، فإنه يتبرع بالإلكترونات لثاني أكسيد الكربون. ونتيجة لذلك ، يتحلل البلاستيك إلى حمض الجليكوليك ، وهو مركب واسع الاستخدام في صناعة مستحضرات التجميل ، بينما يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز تخليقي ، وهو مصدر وقود متعدد الاستخدامات.
تصميم المفاعل الذي يعمل بالطاقة الشمسية
يتكون المفاعل الذي يعمل بالطاقة الشمسية من كاثود ضوئي وأنود ، مع جزأين. في حجرة واحدة ، يتم تحويل محلول ثاني أكسيد الكربون الملتقط إلى غاز تخليقي ، بينما في المقصورة الأخرى ، يتم تحويل النفايات البلاستيكية إلى مواد كيميائية مفيدة باستخدام ضوء الشمس فقط. من خلال دمج هذه العمليات ، يمكن للنظام معالجة اثنين من منتجات النفايات الرئيسية في وقت واحد – انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والنفايات البلاستيكية – وتحويلها إلى موارد قيمة.
تقنية احتجاز الكربون واستخدامه
يعتقد الباحثون أن التقاط الكربون واستخدامه ، بدلاً من تخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض ، هو النهج الذكي لمعالجة تغير المناخ. تقدم هذه التقنية بديلاً عمليًا ومستدامًا لصناعة الوقود الأحفوري من خلال التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء وتحويله إلى وقود نظيف. من خلال القيام بذلك ، فإنهم يهدفون إلى تقليل الاعتماد على طرق استخراج النفط والغاز المدمرة بيئيًا.
الآفاق والتداعيات المستقبلية
في حين أن المفاعل الحالي الذي يعمل بالطاقة الشمسية لا يزال في مرحلة العرض التوضيحي على مقاعد البدلاء ، فإن النتائج المنشورة في مجلة Joule تمثل علامة بارزة نحو إنتاج الوقود النظيف على نطاق صناعي. يقر الباحثون بأن المزيد من التحسينات ضرورية لتعزيز كفاءة النظام. ومع ذلك ، فإن عملهم يعرض إمكانات تسخير الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والنفايات البلاستيكية إلى موارد قيمة ، مما يمهد الطريق في النهاية لاقتصاد دائري أكثر استدامة.
ختاماً، يسلط البحث الرائد الذي أجراه فريق جامعة كامبريدج الضوء على إمكانيات التقاط الكربون واستخدامه باستخدام الطاقة الشمسية. من خلال التقاط ثاني أكسيد الكربون من العمليات الصناعية أو مباشرة من الهواء ، ودمجها مع النفايات البلاستيكية ، نجح الباحثون في تحويل منتجات النفايات هذه إلى وقود مستدام ومركبات كيميائية قيمة. يمكن لهذا النهج المبتكر أن يساهم في تقليل انبعاثات الكربون ولكنه يوفر أيضًا بديلاً لأساليب إنتاج الوقود التقليدية التي تضر بالبيئة. مع استمرار تقدم التكنولوجيا ، فإنها توفر آفاقًا واعدة لمستقبل أكثر اخضرارًا واستدامة ، وخالٍ من الآثار الضارة لاستخراج الوقود الأحفوري.
المصدر: www.goodnewsnetwork.org
الصورة من عمل: University of Cambridge
