تقنية لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) إلى مادة صلبة

تقنيةٌ جديدةٌ، تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون، انبعاثات الاحتباس الحراريّ والغازات الدفيئة. ما قصة الطّاقة النظيفة وعلاقتها بالحلول المستدامة؟ هل حقّاً سنكون قادرين في ظلّ هذه الثّورةِ الصّناعية على استنشاق هواءٍ نظيفٍ، ومنعشٍ؟

استطاع فريق من الباحثين من المعهد العالي للعلوم والتكنولوجيا (Royal Melbourne Institute of Technology = RMIT) في ملبورن/استراليا

من تطوير تقنيةٍ جديدةٍ وفعّالة بإمكانها تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) إلى جسيماتٍ صلبةٍ من الكربون أو “الفحم”

 وذلك يعني إيجاد وسيلة للتخلص من الغازات الدّفيئة الموجودة في الغلاف الجوّي، والتقليل من نسبة الاحتباس الحراري، وسط آمالٍ من تنظيف الهواء مستقبلاً،

وذلك وفقاً للورقة البحثية التي تمّ نشرها في مجلة “Nature Communications”.

وتُركزُ التّقنيات الحالية على ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون في شكل سائل، ثم نقله إلى موقع مناسب وتخزينه تحت سطح الأرض،

ولكنَّ عملية التنفيذ تعثرت بسبب التحدّيات الهندسية، والقضايا المتعلقة بالجدوى الاقتصادية، والمخاوف البيئية من التسريبات المحتملة من مواقع التخزين.

وكما يرى الباحث من جامعة “RMIT” البروفيسور (توربين داينيكي – Torben Daeneke)

إنّ هذه الطريقةَ الجديدة لتحويل ثنائي أكسيد الكربون إلى موادٍ صلبة بوسعها أنْ تقدمَ حلاً أكثر استدامًة في المستقبل، 

وعلى الرغم من أنّ الصناعة الحديثةوالمتطورة قادرة على تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى مادةٍ صلبة

لكنّ هذه العملية تتطلب طاقةً، وحرارةً عالية، وهذا الأمر مكلِف، وغير مُجدٍ من الناحية الاقتصادية، إلّا أنّه وبفضل هذه التقنية المتطورة التي تعتمد على استخدام المعادن السائلة كمحفز

فقد تبيّنَ أنّه من الممكن إعادة تحويل الغاز إلى مادةٍ صلبة “الفحم” بدرجة حرارة الغرفة، وبعملية ذات كفاءة عالية وقابلة للتطوير.

إذاً دعونا نتعرف معاً على آلية تحويل الغاز إلى مكوّن صلب:

لقد طورت كبيرة الباحثين في الدراسة الدكتورة (دورنا إسرافيلزاده – Dorna Esrafilzadeh)، التّقنية الكهروكيميائية

والتقاط وتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربون صلب (C) قابل للتخزين

وقام الباحثون أيضا بإنتاج محفزٍ من المعدن السّائل، حيث يتمتع بخواص سطحٍ معينة منتجة كفاءةً وفاعلية كبيرة عند تطبيق الكهرباء عليه

وذلك لتنشيط السطح كيميائياً، وقد تمّت إذابة (CO₂) في وعاء مملوء بمحلول كهرليتي، مع كمية صغيرةٍ من المعدن السّائل ومن ثمّ تمّ تمرير التيار الكهربائي فبدأ ثاني أكسيد الكربون بالتحول ببطءٍ إلى رقاقاتٍ صلبة من الكربون (C)،

و التي ستنفصل بشكل طبيعي عن سطح المعدن السائل، ما يسمح بالإنتاج المستمر للمواد الصلبة الكربونية. ويمكن أن يحمل الكربون شحنة كهربائية، وعندها سيشكل “الكتروداً – قطباً كهربائي”

مما يتيح استخدامه كأحد المكونات الرئيسية في وسائل النقل ، كما تساهم أيضا هذه العملية بالحصول على الوقود الصناعي كمنتج ثانوي،

والذي قد يدخل في تطبيقات صناعية عديدة ومختلفة.

وقد شارك في هذه الدراسة باحثون من جامعة “مونستر –  University of Munster” الألمانية، أيضا جامعة “Nanjing University of Aeronautics and Astronautics” الصينية،

وأخيرا جامعة ولاية كارولينا الشمالية “North Carolina State University” الأمريكية،

وذلك بالإضافة إلى جامعات أسترالية أخرى كـ (UNSW, University of Wollongong Monash University, QUT)، أيضا بدعم من مركز المجلس البحثي الأسترالي

لتقنيات الإلكترونيات المستقبلية منخفضة الطاقة (FLEET)، أيضا مركز التميز في علوم الألواح الكهرطيسية (ACES).

المصادر:

Climate rewind: Scientists turn carbon dioxide back into coal. RMIT University. Retrieved December 4, 2019, from https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2019/feb/carbon-dioxide-coal

Esrafilzadeh, D., & et al. Room temperature CO2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces. Nat Commun 10, 865 (2019). doi:10.1038/s41467-019-08824-8