دراسة جديدة تكشف طرقا نظيفة لتحويل الغازات الدفيئة إلى وقود
تاريخ النشر: 25th, May 2024 GMT
قال الباحث في جامعة شيكاغو الأمريكية، بول دايلينغ، إن العلماء الذين يتطلعون إلى تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود نظيف ومواد كيميائية مفيدة غالبا ما ينتجون غاز الهيدروجين والكربونات كمنتجات ثانوية غير مرغوب فيها، إلا أن ورقة بحثية جديدو اكتشفت طريقة أنظف لتحويل الغازات الدفيئة.
وأشار الباحث في تقرير نشره موقع "phys" المعني بالعلوم والتكنولوجيا، وترجمته "عربي21"، إلى أن "ثاني أكسيد الكربون هو أحد الغازات الدفيئة، وهو المسؤول بمفرده عن 78% من التغير في توازن الطاقة في الغلاف الجوي للأرض بين عامي 1990 و2022".
ويدخل ثاني أكسيد الكربون، وهو نتيجة ثانوية لحرق الوقود الأحفوري، إلى الغلاف الجوي من عوادم السيارات ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم. وحتى بعض موارد الطاقة المتجددة تنتج كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون، على الرغم من أنها تشكل جزءا صغيرا من الكمية التي ينتجها الفحم والغاز الطبيعي.
هذا الجزيء، في جوهره، هو مجرد ترتيب لذرة كربون واحدة وذرتين أكسجين يمكن إعادة تنظيمهما من خلال عملية تسمى تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي (CO2R) إلى وقود نظيف ومواد كيميائية مفيدة. لكن العملية تتم غالبا بخسارة، حيث تقوم العمليات المتنافسة بسحب الذرات في اتجاهات غير مرغوب فيها مما يؤدي إلى ظهور منتجات ثانوية غير مرغوب فيها، وفقا للتقرير.
في ورقة بحثية نُشرت يوم الجمعة في Nature Catalysis، حدد باحثون من مختبر Amanchukwu التابع لكلية بريتزكر للهندسة الجزيئية طريقة لمعالجة جزيئات الماء لجعل ثاني أكسيد الكربون أكثر كفاءة، مع الهدف النهائي المتمثل في إنشاء حلقة طاقة نظيفة.
ومن خلال طريقتهم الجديدة، تمكن الفريق من إجراء عملية تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي بكفاءة تقارب 100% في ظل ظروف حمضية خفيفة، باستخدام الذهب أو الزنك كمحفزات للتفاعل.
قال المرشح لشهادة الدكتوراه في كلية برتزكر ريجي غوميز، المؤلف الأول للورقة الجديدة: "تخيل أنه يمكننا الحصول على كهرباء خضراء من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ومن ثم استخدام هذه الكهرباء لتحويل أي ثاني أكسيد الكربون إلى وقود مرة أخرى".
وأضاف أن تفكيك الجزيء كيميائيا يشبه الضربة الأولى في لعبة البلياردو. يختفي الترتيب السابق وتنتشر الكرات عبر الطاولة، وتستقر في مجموعات جديدة - ليست دائما تلك التي يقصدها اللاعب.
وبالمثل، يستخدم الباحثون الذين يقومون بعملية تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي الكهرباء والماء لتفكيك وإعادة ترتيب غازات الدفيئة الضارة. يؤدي هذا إلى إرسال ذرات الكربون والأكسجين من ثاني أكسيد الكربون عبر الطاولة مع ذرات الهيدروجين من الماء.
إذا عملت على النحو المنشود، فإن الذرات تشكل جزيئات أخرى مرغوبة أكثر يمكن استخدامها كوقود أو مواد كيميائية، حسب التقرير.
ولكن مع تشتت الذرات، غالبا ما تتشكل أزواج مستقرة من ذرتي هيدروجين، وهي عملية تسمى تفاعل تطور الهيدروجين (HER). وهذا يجعل ثاني أكسيد الكربون أقل كفاءة، حيث أن الطاقة والذرات التي تصبح غاز الهيدروجين لا يمكن أن تكون جزءا من الجزيئات التي كان العلماء يحاولون تكوينها.
حتى في الكميات الصغيرة من الماء، فإن تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي يتنافس مع تفاعل تطور الهيدروجين.
قام مختبر أمانشوكو - الذي يشتهر بأبحاثه في مجال البطاريات - بتطبيق رؤى مستمدة من البطاريات المائية على المشكلة، مفترضا أن التحكم في المياه باستخدام المذيبات العضوية يمكن أن يوفر حلا، وفقا للتقرير.
يعتمد كل من أسلوب تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي وتفاعل تطور الهيدروجين على الماء كمتبرع بالبروتون. وباستخدام المذيبات العضوية والمضافات الحمضية، تمكن الفريق من ضبط سلوك الماء، وإيجاد النقطة المثالية حيث تبرع بالكمية المناسبة من البروتونات لإنشاء الجزيئات المقصودة، وليس غاز الهيدروجين والمواد الأخرى غير المرغوب فيها مثل الكربونات.
وقال تشيبويز أمانشوكو، أستاذ مساعد في الهندسة الجزيئية: "في الكيمياء العامة، نعلم أن ثاني أكسيد الكربون يتفاعل مع هيدروكسيد لتكوين الكربونات. وهذا غير مرغوب فيه لأنه يستنزف الجزيء الذي نريد أن يكون له قيمة".
تعتمد العديد من الطرق الأكثر فعالية لتنفيذ تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي على المعادن الثمينة.
وقال غوميز: "إن البلاتين والفضة والذهب، لأغراض البحث، تعتبر محفزات عظيمة. إنها مواد مستقرة للغاية. ولكن عندما تفكر في التطبيقات الصناعية، فإنها تصبح باهظة التكلفة".
ومن خلال هندسة الإلكتروليت، يمكن للطريقة الجديدة الحصول على نتائج مماثلة باستخدام مواد أرخص وأكثر وفرة.
وقال أمانشوكو: "في الوقت الحالي، أفضل طريقة للقيام بذلك كهروكيميائيا في درجة حرارة الغرفة هي استخدام المعادن الثمينة. يمكن للذهب والفضة منع تفاعل تطور الهيدروجين قليلا. بسبب اكتشافنا، يمكننا الآن استخدام معدن موجود بكثرة في الأرض، وهو الزنك، لأن لدينا الآن طريقة منفصلة للتحكم في الماء".
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا الغازات الدفيئة المياه دراسة المياه الغازات الدفيئة المزيد في تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا سياسة سياسة تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا سياسة اقتصاد رياضة صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تطور الهیدروجین مرغوب فیها غیر مرغوب إلى وقود
إقرأ أيضاً:
Rollme تكشف عن الحلقة الذكية R5 بعمر بطارية يصل إلى 7 أيام
مقالات مشابهة تعدين الكربون وتحويله إلى صخور.. مشروع رائد تنفذه أدنوك لخفض الانبعاثات في الإمارات
ساعة واحدة مضت
أبل تروج لجهاز Mac mini الجديد كبديل لـ PS5 Pro بفضل شريحة M4ساعة واحدة مضت
أسعار الذهب ترتفع 3 دولارات مع انخفاض العملة الأميركيةساعتين مضت
نتائج أعمال أرامكو في الربع الثالث 2024 تسجل أرباحًا بـ27.6 مليار دولار3 ساعات مضت
حقل المرك الجزائري.. كنر نفطي احتياطياته تتجاوز 1.2 مليار برميل4 ساعات مضت
هل تعاني من تساقط الشعر.. 8 أخطاء في نمط حياتك عليك تغييرها4 ساعات مضت
وسّعت شركة Rollme مجموعتها من الخواتم الذكية بإطلاق حلقة R5 الجديدة، التي تم تحديث تصميمها وصنعها من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، لم تُفصح الشركة عن وزن أو سمك الخاتم، وهو أمر غريب.
زوّدت Rollme الحلقة الذكية R5 بشريحة ذكية دون الكشف عن اسمها على صفحتها الرسمية. وتقدم الحلقة جميع ميزات التتبع الصحي الأساسية، مثل مراقبة معدل ضربات القلب، والنوم، وSPO2، ودرجة حرارة الجسم، وتقلب معدل ضربات القلب.
علاوةً على ذلك، تدعم الحلقة تتبع الأنشطة الرياضية المتعددة مثل ركوب الدراجات، والسباحة، والمشي لمسافات طويلة، واليوجا، وغيرها. يمكن للمستخدمين الوصول إلى بياناتهم الصحية وتحليل التمارين عبر تطبيق Rollme المصاحب.
تحتوي الحلقة على بطارية بسعة 18 مللي أمبير في الساعة، وتدعي Rollme أن عمر البطارية يتراوح من ثلاثة إلى سبعة أيام بشحنة واحدة، مما يجعلها منافسة لـ Oura Ring Gen 3 من Circular.
كما تتمتع الحلقة بتصنيف IP68 لمقاومة الماء والغبار، ما يتيح لها تحمل رذاذ الماء والغبار بسهولة. ومع ذلك، لا تدعم R5 إيماءات التحكم، مثل بعض الخواتم الذكية الأخرى كـ Black Shark.
تتوافر الحلقة الذكية R5 الآن على الموقع الرسمي لـ Rollme بسعر مخفض يبلغ 79.99 دولارًا، وتأتي بخيارات مقاسات من 8 إلى 13، وألوان مثل الذهبي والأسود النجمي.
المصدر
Source link