يشكل تغير المناخ تحديًا عالميًا ملحًا، ويسعى العلماء والباحثون جاهدين للعثور على حلول مبتكرة للتخفيف من آثار الاحتباس الحراري. فيما يتمثل هذه الحلول في تحويل ثاني أكسيد الكربون، وهو أحد الغازات الدفيئة الرئيسية، إلى مواد كيميائية ذات قيمة.
تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية قيّمة
وفي هذا السياق حقق فريق بحثي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تقدمًا كبيرًا من خلال تصميم أقطاب كهروكيميائية جديدة. ما يفتح آفاقًا واعدة في مجال التقاط الكربون وتحويله.
بينما قد تؤدي تلك الأبحاث الجديدة إلى تحسينات سريعة في مجموعة متنوعة من الأنظمة الكهروكيميائية قيد التطوير لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سلعة ثمينة.
وطور الفريق تصميمًا جديدًا للأقطاب الكهربائية المستخدمة في هذه الأنظمة؛ ما يزيد من كفاءة عملية التحويل.
ونشرت النتائج، اليوم الخميس، بمجلة Nature Communications، في ورقة بحثية كتبها طالب الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سيمون روفر. وأستاذ الهندسة الميكانيكية كريبا فاراناسي، وثلاثة آخرين.
وفي هذا الشأن قال “فاراناسي”: “إن هذه المشكلة تشكل تحديًا كبيرًا في عصرنا، ونحن نستخدم كل أنواع الروافع لحل هذه المشكلة”.
إيجاد طرق عملية لإزالة الغاز
ويسعى العلماء إلى تحويل الغاز المسبب للاحتباس الحراري، سواء من مصادر مثل انبعاثات محطات الطاقة. أو مباشرة من الهواء أو المحيطات، إلى مواد اقتصادية كوقود النقل، والمركبات الكيميائية، ومواد البناء. لكن التحدي الأكبر كان دائمًا في تحقيق كفاءة اقتصادية لهذه العمليات.
وخلال الدراسة الجديدة ركز الفريق على التحويل الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون إلى الإيثيلين. وهي مادة كيميائية تستخدم على نطاق واسع في صناعة البلاستيك والوقود.
ولكن الباحثون قالوا إن النهج الذي طوروه يمكن تطبيقه أيضًا على إنتاج منتجات كيميائية أخرى عالية القيمة، بما في ذلك: الميثان والميثانول وأول أكسيد الكربون وغيرها.
بينما عادةً يتم إجراء الأبحاث المتعلقة بأنظمة تحويل الكربون المحتملة على عينات صغيرة للغاية في نطاق المختبر، وغالبًا ما تكون أقل من بوصة واحدة (2.5 سنتيمتر) مربعة.
ولإثبات إمكانية توسيع النطاق أنتج فريق “فاراناسي” ورقة أكبر بعشر مرات في المساحة وأثبت فعاليتها.