لقد حاول العلماء لسنوات عديدة العثور على مواد يمكنها التقاط الكربون بشكل فعال. يوضح بحث جديد كيف تؤثر التغيرات الكيميائية على قدرة كرات الباكاي على تخزين غازات الدفيئة.
[ترجمة د.نحماني موشيه]
لقد حاول العلماء لسنوات عديدة العثور على مواد يمكنها التقاط الكربون بشكل فعال. يوضح بحث جديد كيف تؤثر التغيرات الكيميائية على قدرة كرات الباكاي على تخزين غازات الدفيئة.
علماء من مختبر الكيميائي أندرو بارون في جامعة رايس اكتشفوا في العام السابق أن جزيئات الكربون من النوع 60 (كرات بوكي التي تم اكتشافها في نفس الجامعة في الثمانينات) قادرة على تخزين ثاني أكسيد الكربون عند دمجها مع بوليمر يسمى بولي إيثيلين إيمين (Wikipedia, PEI). تم نشر نتائج البحث منذ فترة طويلة في المجلة العلمية الطاقة والوقود. أظهر المزيج الغني بالمجموعة الأمينية من كرات بوكي (C60) وبوليمر PEI قدرته، في دراسة سابقة، على احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وهو غاز دفيئة من مصادر مختلفة مثل مداخن المنشآت الصناعية والغاز الطبيعي حفر.
خلال الدراسة الجديدة التي نشرت في يوليو 2015، وجد الباحثون أن تسخين المواد في بيئة خالية من الأكسجين (الانحلال الحراري) تسبب في تغيرات في التركيب الكيميائي، وهي التغييرات التي زادت من قدرتها على احتجاز ثاني أكسيد الكربون. وقال الباحث الرئيسي: "أحد الأشياء التي أردنا معرفتها هو بالضبط عند النقطة التي تكون فيها المواد قادرة على احتجاز الحد الأقصى من الكمية بينما تكون درجة الحرارة هي أدنى مستوى ممكن". أجرى الباحثون عملية الانحلال الحراري في نطاق درجة حرارة 1000-100 درجة مئوية وفحصوا الكمية التي تم التقاطها في المواد. ووجدوا أن النقطة المثلى هي 200 درجة مئوية. أصبحت المادة المتحللة حرارياً عند درجات حرارة منخفضة لزجة ولزجة وفشلت في التقاط ثاني أكسيد الكربون من مصادر الحرارة المرتفعة. ووجد الباحثون النتيجة المعاكسة عندما كانت المادة المتحللة حرارياً عبارة عن مزيج من PEI-C60. وقد وجد أن المادة الهشة التي يسهل اختراقها الآن تكون أكثر فعالية في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة في احتجاز جزيئات ثاني أكسيد الكربون. ووجد الباحثون أنه عند درجة حرارة 200 درجة مئوية، تقوم المعالجة الحرارية بتكسير الروابط الكيميائية في البوليمر بين الكربون والنيتروجين، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قدرته على احتجاز ثاني أكسيد الكربون.
ووجد الباحثون أنه في ذروته، امتص مزيج PEI-C60 غير المعالج أكثر من عُشر وزنه من ثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة عالية (0.13 جرام لكل جرام من المادة عند 90 درجة مئوية). يمتص مزيج PEI-C60 المعالج (المتحلل حراريًا) ثاني أكسيد الكربون بكمية مماثلة عند درجات حرارة منخفضة (0.12 جرام لكل جرام من المادة عند 25 درجة مئوية). ويواصل الباحثون، الذين يركزون على الحصول على الفوائد المحتملة للحفاظ على البيئة، تحسين عمليتهم وتحسينها.
