ابتكار إسفنجة فحم مكهربة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء
تاريخ النشر: 12th, June 2024 GMT
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.
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".
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".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات تغي ر المناخ التقاط ثانی أکسید الکربون ثانی أکسید الکربون من مباشرة من الهواء
إقرأ أيضاً:
ابتكار خارق.. علماء ينجحون في القضاء على 99 % من الخلايا السرطانية بهذه الطريقة
اكتشف فريق من العلماء من جامعة رايس، وجامعة تكساس في الولايات المتحدة الأمريكية، طريقة رائعة لتدمير الخلايا السرطانية باستخدام "جزيئات خاصة" حيث وجدوا أن تحفيز جزيئات الـ"أمينوسيانين" باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، تسبب في اهتزازها بشكل متزامن، ما يكفي لتفكيك أغشية الخلايا السرطانية.
وتُستخدم جزيئات الـ"أمينوسيانين" في التصوير الحيوي كصبغات صناعية، وتُستخدم عادةً بجرعات منخفضة للكشف عن السرطان، وتظل مستقرة في الماء وهي جيدة جدًا في ربط نفسها بالخارج من الخلايا.
ووفقا للعلماء، فإن نهجهم يمثل تحسنًا ملحوظًا مقارنة بنوع آخر من الآلات الجزيئية القاتلة للسرطان، التي تم تطويرها سابقًا، والتي تسمى محركات من نوع "فيرينغا"، والتي يمكنها أيضًا كسر هياكل الخلايا المسببة للسرطان.
وفي هذا السياق، قال الكيميائي جيمس تور، من جامعة رايس: "إنها أسرع بمليون مرة في حركتها الميكانيكية من محركات نوع "فيرينغا" السابقة، ويمكن تنشيطها باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة بدلاً من الضوء المرئي".
ويعد استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة مهمًا لأنه يمكّن العلماء من الوصول إلى أعماق الجسم، ويمكّن من علاج السرطان في العظام والأعضاء دون الحاجة إلى جراحة للوصول إلى نمو السرطان.
في الاختبارات التي أجريت على الخلايا السرطانية المزروعة في المختبر، سجلت طريقة "المطارق" الجزيئية نسبة نجاح بلغت 99 بالمئة في تدمير الخلايا، كما تم اختبار النهج على الفئران المصابة بأورام الـ"ميلانوما"، وأصبح نصف الحيوانات خاليًا من السرطان.
إن بنية وخصائص جزيئات الـ"أمينوسيانين" الكيميائية تعني أنها تظل متزامنة مع المحفز الصحيح، مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، عندما تتحرك الإلكترونات داخل الجزيئات، فإنها تشكل ما يعرف بالـ"بلازمونات"، وهي كيانات تهتز بشكل جماعي وتدفع الحركة عبر الجزيء بأكمله.
وقال الكيميائي سيسيرون أيالا أوروزكو، من جامعة رايس: "هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام بلازمون جزيئي بهذه الطريقة لإثارة الجزيء بأكمله ولإنتاج عمل ميكانيكي يستخدم لتحقيق هدف معين، في هذه الحالة، تمزيق غشاء الخلايا السرطانية".
تمتلك الـ"بلازمونات" ذراعًا على أحد الجانبين، ما يساعد في ربط الجزيئات بأغشية الخلايا السرطانية، بينما تعمل حركات الاهتزازات على تفتيتها.
وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة "ساينس أليرت" العلمية، فإنه بفضل هذا النوع المباشر من التقنية البيوميكانيكية قد تجد الخلايا السرطانية صعوبة في تطوير نوع من الحصار ضدها.
اليمن أمة لا تنكسر