ابتكار إسفنجة فحم مكهربة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء | علوم

طور باحثون طريقة منخفضة الكلفة وموفرة للطاقة لصنع مواد يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء، ففي الدراسة التي نشرت يوم 5 يونيو/حزيران الجاري في مجلة “نيتشر” العلمية، استخدم باحثون من جامعة كامبردج طريقة مشابهة لشحن بطارية شحن الفحم المنشط، والذي يستخدم غالبا في مرشحات المياه المنزلية.

وبشحن إسفنجة الفحم بالأيونات التي تشكل روابط عكسية مع ثاني أكسيد الكربون، وجد الباحثون أن المادة المشحونة يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء.

التقاط مباشر للكربون

ويعد خفض الانبعاثات وإزالة الغازات الدفيئة من الغلاف الجوي أمرا بالغ الأهمية لوقف الانبعاثات والحد من تغير المناخ. ومن الضروري تطوير مواد ماصة محسِّنة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء، وهي عملية تُعرف باسم الالتقاط المباشر للهواء.

ويعد التقاط الهواء المباشر باستخدام مواد تشبه الإسفنج لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي؛ أحد الأساليب المحتملة لالتقاط الكربون. ومع ذلك، فإن الأساليب الحالية مكلفة، وتتطلب درجات حرارة عالية واستخدام الغاز الطبيعي، وتفتقر إلى الاستقرار.

وقال أستاذ الكيمياء في جامعة كامبردج والباحث الرئيسي في الدراسة “ألكسندر فورس”: اكتشف الفريق البحثي أنه من خلال شحن إسفنجة الفحم بالأيونات التي تشكل روابط عكسية مع ثاني أكسيد الكربون، يمكن للمادة أن تلتقط ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال مباشرة من الهواء، وقد يوفر هذا النهج المبتكر طريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون، لأنه يتطلب درجات حرارة أقل بكثير لإطلاق ثاني أكسيد الكربون مقارنة بطرق احتجاز الكربون الحالية.

وأضاف “فورس” في حديث مع “الجزيرة نت” أن “احتجاز انبعاثات الكربون من الغلاف الجوي هو الملاذ الأخير، ولكن بالنظر إلى حجم حالة الطوارئ المناخية، فهذا شيء نحتاج إلى التحقيق فيه. الأمر الأول والأكثر إلحاحا الذي يتعين علينا القيام به هو تقليل انبعاثات الكربون في جميع أنحاء العالم”.

الفحم المنشط

ويشدد فورس على أن إزالة الغازات المسببة لظاهرة الدفيئة أمر ضروري لتحقيق صافي انبعاثات صفرية والحد من أسوأ آثار تغير المناخ، ويلفت إلى أنه لتحقيق هذا الهدف، سعى هو وفريقه لدراسة الفحم المنشط لمعرفة قدرته على احتجاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء واحتجازه.

ووجد الباحثون أن شحن الفحم المنشط بمركبات كيميائية تسمى هيدروكسيدات يجعله مناسبا لالتقاط الكربون، وتتضمن عملية الشحن تراكم أيونات الهيدروكسيد في مسام الفحم، مما يسمح له بالتقاط ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال مباشرة من الهواء، وفقا للبيان الصحفي المنشور على موقع “يوريك آلارت”.

وتشمل عملية جمع ثاني أكسيد الكربون من الفحم لتنقيته وتخزينه؛ تسخين المادة لكسر روابط الهيدروكسيد وثاني أكسيد الكربون. وعلى عكس الطرق التقليدية التي تتطلب درجات حرارة تصل إلى 900 درجة مئوية باستخدام الغاز الطبيعي، فإن إسفنجات الفحم المشحونة التي طورها فريق كامبردج تحتاج فقط إلى التسخين إلى 90 أو 100 درجة مئوية، وهو ما يمكن تحقيقه باستخدام مصادر الطاقة المتجددة. كما أصبح ذلك ممكنا من خلال التسخين المقاوم، مما يؤدي إلى عملية أسرع وأقل استهلاكا للطاقة.

وقال فورس: “كان هذا النهج بمثابة فكرة مجنونة توصلنا إليها أثناء عمليات الإغلاق التي فرضها فيروس كورونا، لذلك من الرائع دائما أن تنجح هذه الأفكار على أرض الواقع، ويفتح هذا النهج الباب أمام تصنيع جميع أنواع المواد لتطبيقات مختلفة بطريقة بسيطة وموفرة للطاقة”.