إن الاكتشاف الأخير للتحويل الكيميائي لغاز ثاني أكسيد الكربون إلى شكله المفيد يمهد الطريق أمام العلماء لاكتشاف أو هندسة كائن حي يمكنه أداء هذه المهمة بالذات.
اكتشف عالم الكيمياء الحيوية ستيف راجسدال من جامعة ميشيغان وفريق من الباحثين الآخرين من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة طريقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة إلى أول أكسيد الكربون باستخدام ضوء الشمس. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية Journal of the American Chemical Society.
لا يعد هذا دليلًا على أنه يمكن تحويل مركب شائع إلى مركب آخر مفيد تجاريًا باستخدام مدخلات طاقة أقل من الطرق الحالية فحسب، بل إنه أيضًا طريقة لا تختلف كثيرًا عن العمليات التي تقوم بها الكائنات الحية في الطبيعة كل يوم.
ويضيف الباحث: "هذه هي الخطوة الأولى في إثبات إمكانية وجود هذه العملية، وتخيل البكتيريا التي ستفعل ذلك لنا". "لا أعرف كائنًا حيًا يستخدم طاقة ضوء الشمس لتنشيط ثاني أكسيد الكربون وتحويله مرة أخرى إلى أول أكسيد الكربون، لكنني أفترض أنه يمكننا العثور على كائن حي، أو يمكننا هندسته وراثيًا".
تمكن فريق البحث، من خلال استخدام أكسيد التيتانيوم القائم على الإنزيم، من تحفيز الإلكترونات من ثاني أكسيد الكربون بقوة والقفز إلى إنزيم يقوم بعد ذلك بتحفيز تفاعل الأكسدة والاختزال في شكل أول أكسيد الكربون. يسمح المحسس الضوئي المتصل بالتيتانيوم باستخدام الضوء المرئي لإجراء العملية. يكون الإنزيم الموجود في النظام أكثر نشاطًا من المحفزات الأخرى، مما يسمح بإجراء التحويل بشكل متكرر. ميزتها الفريدة هي أنها قادرة على الاقتراب جدًا من ذرة الأكسجين.
"كنا نبحث عن طريقة مشابهة لتلك الموجودة في الطبيعة، ولكنها أكثر فعالية. والميزة هي أننا سنكون قادرين على إنتاج نظام كيميائي بهذه الخصائص على نطاق تجاري".
منتج العملية - أول أكسيد الكربون - هو مادة كيميائية مرغوبة يمكن استخدامها في عمليات كيميائية أخرى لإنتاج الكهرباء أو الهيدروجين. ولأول أكسيد الكربون أيضًا قيمة مهمة كوقود ويمكن تحويله بواسطة محفزات معروفة إلى هيدروكربونات أو ميثانول يستخدم كوقود سائل. على الرغم من أن أول أكسيد الكربون يستخدم كمصدر للطاقة وككتلة حيوية للبكتيريا، إلا أنه سام للإنسان وبالتالي من الضروري إيجاد طرق للتعامل معه واستخدامه بشكل آمن أثناء التفاعلات الكيميائية.
تعليقات 7
أتمنى أن يرجع أحد لمقال قديم كهذا..
لست متأكدًا من أنني فهمت شيئًا ما..
هناك حاجة إلى الطاقة لإعادة تدوير الوقود وإنتاج الوقود منه، لأننا ننتج الطاقة ونستخدمها لإنتاج الطاقة. بالطبع، كما هو الحال في أي عملية، هناك فقدان للطاقة على طول الطريق، فلماذا نفعل ذلك في المقام الأول؟
وإذا قلت أن هذه هي الطريقة التي نخفض بها انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، فيمكننا ببساطة التوقف عن إنتاج الطاقة الملوثة واستهلاك الطاقة مباشرة من الشمس/الرياح، وما إلى ذلك...
هل يمكن لأحد أن ينيرني؟
الأعلى:
إن الجمع بين التعليقين أعلاه يشرح المنطق.
ثاني أكسيد الكربون هو غاز سام يجب تجنبه في بيئة الحيوانات (بما في ذلك البشر).
ومع ذلك - لا يوجد أي عائق أمام إنتاجه بطريقة محمية وخاضعة للرقابة في بيئة حيث سيتم استخدامه كوقود فقط ولن تظهر سميته.
إلى شعبي،
ربما يمكن صنع بوليمرات أكثر استقرارًا، ويمكن استخدام أول أكسيد الكربون كبادئ أفضل. يوجد
مثل هذا الاحتمال عندما يتم تسخين أول أكسيد الكربون إلى درجة غليان عالية ويصبح جذريًا.
وأتساءل ما هي العمليات النشطة التي يمكن الحصول عليها من أول أكسيد الكربون. ربما في تكوين الألدهيدات؟ هل يعرف أحد ويمكن أن يقول؟
لا أفهم أنهم قاموا بتركيب محول حفاز في المركبات لتحويل أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون والآن سيقومون بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون، هل يفهم أحد المنطق؟
المعلم:
ذاكرتك لا تخدعك، لكن المقال يشير إلى الأمر (في الجملة الأخيرة).
أعذرني على تجربة ذاكرتي هنا، لكن أليس أول أكسيد الكربون غازًا سامًا يمنع خلايا الدم الحمراء من حمل الأكسجين؟ أعتقد أنني تعلمت شيئًا كهذا في المدرسة الابتدائية