احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتحويله في مرحلة واحدة

إن تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من محطات توليد الكهرباء إلى مادة كيميائية ذات قيمة سيؤدي إلى خفض مستوى انبعاثاته إلى البيئة إلى جانب توفير الطاقة في نفقات المحطة. لقد طور العلماء الآن محفزًا خاليًا من المعادن يسمح بذلك دون الحاجة إلى ظروف تفاعل قاسية وتكاليف عالية.

[ترجمة د.نحماني موشيه]
إن تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من محطات توليد الكهرباء إلى مادة كيميائية ذات قيمة سيؤدي إلى خفض مستوى انبعاثاته إلى البيئة إلى جانب توفير الطاقة في نفقات المحطة. لقد طور العلماء الآن محفزًا خاليًا من المعادن يسمح بذلك دون الحاجة إلى ظروف تفاعل قاسية وتكاليف عالية.

إن تحويل ثاني أكسيد الكربون المنبعث من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم إلى مادة كيميائية ذات قيمة سيؤدي إلى تقليل انبعاثاته إلى البيئة إلى جانب توفير الطاقة في نفقات المحطة. طور باحثون في جامعة بيتسبرغ محفزًا خاليًا من المعادن يلتقط ثاني أكسيد الكربون ويحوله مباشرة إلى حمض الفورميك. ولا تتطلب هذه العملية ظروف رد فعل قاسية وتكاليف مالية عالية.

ومن المهم إيجاد طرق لالتقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون المنبعثة إلى الغلاف الجوي من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم من أجل تقليل تأثيرها السلبي على البيئة مع الحصول على تيار نظيف من ثاني أكسيد الكربون الذي سيتم استخدامه في العمليات الصناعية الأخرى. ويعد ثاني أكسيد الكربون أحد الغازات الدفيئة الرئيسية، ويتطلب انبعاثه تطوير محفزات رخيصة وفعالة تستخدم لفصل هذا الغاز عن الغازات الأخرى الموجودة في الانبعاثات الصناعية، مع احتجازه قبل وصوله إلى الهواء الطلق.

تعتبر الأطر المعدنية العضوية (MOFs)، وهي شكل من أشكال الممتزات الفيزيائية ذات بنية تشبه القفص تحيط بذرات محددة، على سبيل المثال ذرات معدنية أو جزيئات أخرى، مواد فعالة لتخزين ثاني أكسيد الكربون. قام الباحثون في جامعة بيتسبرغ بتطوير محفز يمكن دمجه بسهولة في هذا النوع من الهياكل. من خلال حسابات الكمبيوتر، وجد الباحثون أن مثل هذا النظام يمكن أن يقسم جزيء الهيدروجين ثنائي الذرة ويربط أيونات الهيدروجين، واحدة موجبة والأخرى سالبة الشحنة، بذرات الكربون والأكسجين، على التوالي، للحصول على حمض الفورميك (HCOH). توفر هذه العملية إمكانية دمج خطوة احتجاز ثاني أكسيد الكربون وخطوة التحويل في خطوة كيميائية مشتركة واحدة. تظهر الحسابات أن الهيكل المسامي يظل مستقرًا حتى في نهاية التفاعل. وستركز الأبحاث المستقبلية التي يجريها الفريق على اختبار محفزات أخرى من نفس النوع بالإضافة إلى تأثير مستوى مسامية الهيكل على كفاءة واستقرار العملية برمتها.
ملخص المقال