تغطية شاملة

مادة حديثة وواعدة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون الناتج عن غازات الدفيئة

نجح الباحثون في تطوير مادة جديدة ورخيصة الثمن قادرة على احتجاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) من مداخن المصانع في محطات توليد الطاقة وغيرها من مصادر هذا الغاز الدفيئة.

أحد طلاب جامعة جورجيا للتكنولوجيا يعرض المواد المستخدمة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة
أحد طلاب جامعة جورجيا للتكنولوجيا يعرض المواد المستخدمة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة

نجح الباحثون في تطوير مادة جديدة ورخيصة الثمن قادرة على احتجاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) من مداخن المصانع في محطات توليد الطاقة وغيرها من مصادر هذا الغاز الدفيئة. تتمتع المادة، التي يتم الحصول عليها بخطوة صناعية واحدة وبسيطة، بقدرة عالية على احتجاز ثاني أكسيد الكربون وقابلة لإعادة التدوير.

إلى جانب طرق نقل الحرارة المحسنة، يمكن للمادة الجديدة أن توفر وسيلة غير مكلفة لالتقاط كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون من محطات حرق الوقود. وتتألف الأساليب الحالية المماثلة من استخدام المواد الصلبة التي تفتقر إلى الاستقرار الكافي لتداولها - أو السوائل الماصة باهظة الثمن وتتطلب كمية كبيرة نسبيا من الطاقة. يقول كريستوفر جونز (جونز)، الأستاذ في كلية الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية في معهد جورجيا للتكنولوجيا: "هذه نتيجة يمكن استخدامها على نطاق صناعي".

"تتمتع مادتنا بمزيج من المزايا العديدة: القدرة العالية، والتحضير البسيط، والسعر المنخفض، وإمكانية إعادة الاستخدام - كل الميزات التي تسمح لها بأن تكون مادة ماصة رئيسية في الصناعة." تم نشر تفاصيل المادة الجديدة، والتي تسمى "ألومينوسيليكات مفرطة التفرع" (HAS)، في عدد 19 مارس من مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. تم دعم البحث ماليًا من قبل وزارة الطاقة الأمريكية من خلال المختبر الوطني لتقنيات الطاقة.

وقد أدى الاهتمام المتزايد بعد زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى تسريع الاهتمام الجديد بطرق إزالة الغاز المذكور من مداخن المصانع التي تنتج الكهرباء. ومن أجل التقليل من تأثيرها الاقتصادي، يجب أن يكون سعر إضافة هذه المواد إلى المداخن منخفضاً حتى لا تتسبب في ارتفاع كبير في أسعار إنتاج الكهرباء. وبعد احتجاز ثاني أكسيد الكربون، يمكن دفنه في أعماق المحيطات، في رواسب الفحم أو خزانات النفط المستنفدة. وإذا أصبح من الممكن أن تصبح عملية احتجاز الغاز ودفنه في مصادر أخرى عملية عمليا، فمن الممكن استخدام الاحتياطيات الأميركية الضخمة من الفحم بتأثير أقل على الانحباس الحراري العالمي. نجح الباحثون في تطوير طريقة يمكن من خلالها إضافة مجموعات البوليمر الأمين التي تمتص ثاني أكسيد الكربون إلى ركيزة السيليكا الصلبة من خلال رابطة تساهمية. تتيح الروابط الكيميائية القوية استخدام المادة عدة مرات وبالتالي إعادة تدوير نشاطها المهم.

يقول الباحث: "بالنظر إلى الكميات الكبيرة المستخدمة في هذه الطريقة، يجب أن تكون قادرًا على إعادة تدوير المواد الممتزة بحيث تكون العملية رخيصة". "وإلا فإنك ستنتج كميات كبيرة ومكلفة من نفايات المادة المازة." يعد إنتاج المادة الجديدة بسيطًا نسبيًا ولا يتطلب سوى خلط ركيزة السيليكا مع مادة مقدمة من بوليمر الأمين الموجود في المحلول. يتم تنشيط البوليمر الأميني على سطح السيليكا لتكوين مادة صلبة يمكن ترشيحها وتجفيفها.

ولاختبار فعالية المادة الجديدة، مرر فريق من جورجيا تيارًا من الغازات عبر أنابيب تحتوي على خليط من الرمل والمادة الجديدة. يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة تتراوح من خمسين إلى خمسة وسبعين درجة مئوية. يتم بعد ذلك تسخين المادة الجديدة إلى درجة حرارة تتراوح بين مائة ومائة وعشرين درجة مئوية لتبخير الغاز المحبوس بحيث يمكن استخدام المادة الممتزة مرة أخرى. اختبر الباحثون العملية لاثنتي عشرة دورة ولم يلاحظوا انخفاضًا كبيرًا في نشاط المادة المازة.

المادة المبتكرة قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بكمية أكبر بخمس مرات من أي مادة ماصة أخرى قابلة لإعادة التدوير متوفرة في العالم اليوم. وتتمكن المادة الجديدة من العمل حتى في وجود الرطوبة، وهو نتيجة ثانوية لا مفر منها لعملية الحرق. وينتج عن امتصاص الغاز كمية كبيرة من الحرارة، والتي يجب إزالتها ويمكن إعادة تدويرها لاستخدامات أخرى. تتطلب إزالة الغاز بعد انحباسه في المادة المازة تسخين المادة. يقول الباحث: "إن إدارة هذه التحولات الحرارية الموجودة في العملية هي القضية الأكثر أهمية فيما يتعلق باقتصاديات الطريقة على نطاق صناعي". "من واجبك التحكم في توليد الحرارة في مرحلة الامتزاز، ولا ترغب في استثمار أي طاقة إضافية تتجاوز ما هو مطلوب في مرحلة التبخر."

ونظرًا لتركيبها الكيميائي، توفر مجموعات الأمين ثلاثة مواقع ربط منفصلة لثاني أكسيد الكربون. ويقول الباحث إن تحسين الاستفادة من مواقع الارتباط هذه هو هدف البحث المستقبلي. وبصرف النظر عن المادة الممتزة، هناك حاجة إلى تحسين وتحديث المكونات الأخرى لعمليات الحبس والفصل والدفن قبل أن يتم استخدام هذه الطريقة في الإزالة العملية لثاني أكسيد الكربون من مداخن المصانع.

إلى البيان الصحفي للباحثين

تعليقات 14

  1. يبدو جيدا . لكن لدي بعض الأسئلة: الأول، أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون يصل إلى 70 ^ سل. كل مدخنة تتجاوز هذا وأعتقد أن حرارة قشرة المدخنة أعلى من ذلك. لأن الفلتر الموجود في المدخنة هو مجرد سدادة، يمتص ويطلق على الفور.
    إذا كان الأمر كذلك، فسيكون الفلتر في المنطقة التي يصل عددها إلى 70 ^. سيتعين علينا إنشاء غلاف حول المدخنة يكون عريضًا بدرجة كافية بحيث لا يتجاوز منطقة درجة الحرارة الفعالة. ليس الأمر جديا .
    والفكرة لا تزال في مهدها.
    الفكرة هنا هي في اكتشاف المادة الماصة وليس في فائدتها.
    للحظة اعتقدت أنه تم حلها. كم كان ذلك رائعًا، حيث يتم جمع الملوثات وإعادتها إلى الأرض التي جاءت منها. إنه يغرق.
    من ناحية، يتم إخراج الزيت، ومن ناحية أخرى، يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون المعاد تدويره في المساحة الفارغة.

  2. مايكل،
    أنت على حق. لم أحسن صياغة كلامي يستخدم النبات ثاني أكسيد الكربون لتجميع جزيئات كبيرة تعتمد على الكربون. يصل الكربون الموجود في هذه الجزيئات في النهاية إلى عالم الحيوان بأكمله. وعندما تتحلل، يكون أحد النواتج هو ثاني أكسيد الكربون.

  3. روي:
    أعلم أنني لا أكسر أي شيء من أجلك، ولكن لتوضيح الأمور - النباتات لا تطلق PAD - فهي تطلق بشكل أساسي مركبات الكربون الأخرى.
    تصبح هذه المركبات في نهاية المطاف اعتلال الشرايين المحيطية، ولكن ليس قبل أن تستفيد الحيوانات (والبشر من بينها) من الطاقة التي يمكن استخلاصها منها في عملية تعيد تكوين اعتلال الشرايين المحيطية.
    بمعنى آخر - النباتات جزء من دورة بيئية تحافظ على توازن الغلاف الجوي مع الاستفادة من طاقة الشمس في بقائها. هناك مكان لمحاولة بناء دائرة بيئية كاملة يمكن للمرشحات أن تتكامل فيها

  4. ويمكن استخدام الطاقة التي يخزنها ثاني أكسيد الكربون، على سبيل المثال عندما يتم إطلاقها من المادة التي تلتقطها.

    وبصرف النظر عن ذلك، فإن جميع النباتات في الطبيعة تشارك في التقاط PAD وتحويله إلى مواد عضوية. وفي النهاية، بالطبع، عندما تموت، يتم إطلاق بعض منه مرة أخرى إلى الغلاف الجوي.

  5. هذا عن أغبى شيء سمعته على الإطلاق. لتجميع PEDH، قم بتخزينه ثم إطلاقه، وتحتاج أيضًا إلى إضافة الطاقة اللازمة لإنشائه، مما يؤدي أيضًا إلى إنشاء PEDH.
    لا يساعد بأي شكل من الأشكال! لماذا هو جيد!؟!

  6. اسمع، طالما أن الحكومة لا تسن القانون فحسب، بل تشجعه أيضًا بفوائد كبيرة وإعلانية... ليس هناك ما يمكن القيام به، فلن يحدث ذلك... في ظل الوضع الاقتصادي اليوم، الناس أيضًا ليس لديهم القدرة على القيام بذلك أموال لتغيير إطار على وشك الانفجار... فهل يغيرون الفلاتر؟؟ لا يوجد وضع..

    هناك العديد من الأشياء التي تحتاج إلى تصحيح بموجب القانون في هذا البلد.. دعونا نأمل فقط أنه بحلول الوقت الذي يتم فيه تصحيحها في العالم، لن يكون الوقت قد فات.

  7. يمكنك جعل الفلتر جزءًا من الأجزاء التي تحتاج إلى الاستبدال على أي حال في معالجة 10000، كما تعلم يتم استبدال الفلاتر والزيوت بجميع أنواعها - لذلك ستضيف أيضًا فلترًا للعادم. يمكن جعل سلامة الفلتر إلزامية كجزء من الاختبار السنوي - كجزء من اختبار تلوث الهواء، وهنا يجب أن تكون النتيجة 0 تلوث الهواء. وإذا تم تشريع ذلك ليصبح قانوناً، فسيكون الجميع ملزمين بذلك، وليس الشعب "الخضر" فقط. أعلم أن هذا ليس الحل الأفضل. وبطبيعة الحال، من الأفضل التحول إلى السيارات التي تعمل بالطاقة الأخرى مثل الكهرباء أو الهيدروجين، ولكن تلك رؤية أخرى في الوقت الحالي. ومما قرأته حتى الآن، لا يبدو أن هناك حل في المستقبل القريب للمشاكل التي تسببها السيارات التي تعمل بالهيدروجين أو الكهرباء، مثل مشكلة تخزين الهيدروجين، والمسافة بين التزود بالوقود والقيادة المنخفضة للغاية سرعة. حل مؤقت مثل ما اقترحته هو تقليل كمية التلوث بعشرات بالمائة، فلماذا لا نحاول؟

  8. إذن أين سنطلق ثاني أكسيد الكربون من المادة؟ فهل يجب أن نهدر المزيد من الطاقة لإحداث تحللها: "ثم يتم تسخين المادة الجديدة إلى درجة حرارة تتراوح بين مائة ومائة وعشرين درجة مئوية لتبخير الغاز المحبوس بحيث يمكن استخدام المادة الممتزة مرة أخرى".
    وفي كل مرة نركض للقيام بطقوس تجديد الفلتر؟
    ويمكن في الحالة الأكثر تفاؤلاً أن تكون مفيدة للأشخاص الأكثر خضرة بيننا.

    في رأيي من الأفضل تركيز إنتاج الطاقة في مكان مركزي (محطة كهرباء تعمل بالفحم) والتحول إلى السيارات ذات البطارية التي يتم شحنها من شبكة الكهرباء

  9. لماذا لا يحولون المادة المذكورة أعلاه إلى مرشح يمكن تركيبه على عوادم السيارات، وهو ما يشبه قناع الغاز فقط في الاتجاه المعاكس... إذا كانت مادة رخيصة نسبيا، تحتاج إلى القليل من التدفئة (وهذا معروف بوجودها) في العادم أثناء التشغيل)، فإن هناك طريقة لتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من السيارات بشكل كبير. إذا كانت الفكرة قابلة للتطبيق، فيجب على شخص ما أن يتولى التحدي.

  10. العبرية موشيه,
    إنه مثل الفرق بين تناول القليل من الطعام أو تناول طعام صحي.
    أنت تقول أنه من الأفضل أن تأكل قليلاً (ليس من المؤسف؟ إساءة معاملة الذات)
    أنا وكل شخص آخر أقول أنه من الأفضل ابتكار طعام صحي وتناوله بالكمية المطلوبة.
    باختصار، إذا كنت حقًا تلتزم بكلمتك، فمن الأفضل عدم تشغيل الكمبيوتر والتلفزيون، فقط صعود ونزول الدرج، والمكنسة الكهربائية بالمكنسة الكهربائية، ولا تقم بتشغيل مكيف الهواء في الصيف أو الفرن في الشتاء، أطفئي ضوء الغرفة في كل مرة تذهبين فيها إلى الحمام.
    نوعية الحياة تتأثر؟ أليس من الممتع أن تأكل قليلاً؟
    لذلك ربما يكون من الأفضل البحث عن الغذاء الصحي/الطاقة الخضراء

  11. موشيه العبري:
    لقد حان الوقت لكي يفهم الناس أنه إذا قام شخص ما بحل مشكلة ما، فيجب تهنئته وعدم التقليل من شأنه أو السخرية منه على إنجازاته حتى لو كان يعتقد أن هناك مشاكل أكثر أهمية.
    إن السخرية والازدراء تبدو سيئة بشكل خاص عندما تأتي من فم شخص لم يحل بنفسه المشكلة التي يريد حلها، ولا حتى المشكلة الثانوية التي تم تقديم حل لها.

  12. لا يوجد تعارض بين البحث عن المواد الذكية وضرورة إيجاد مصادر الطاقة الخضراء. يجب عليك التصرف على عدة مستويات في نفس الوقت وعدم وضع كل بيضك في سلة واحدة قد يتبين أنها غير ذات صلة.

    בברכה،
    سميك.

  13. باختصار، اكتسح المشكلة تحت الطاولة. وبدلاً من التعامل مع المشكلة المرضية، نواجه زيادة استهلاك وإهدار الطاقة وتلويث وسائل الإنتاج
    مع الأعراض. حقا جميلة!

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.