20 ژوئن 2023- shutterstock/pogonici
محققان نشان داده اند که چگونه دی اکسید کربن و زباله های پلاستیکی جذب شده را می توان به سوخت های پایدار تبدیل کرد.
محققان دانشگاه کمبریج یک راکتور با انرژی خورشیدی ساخته اند که دی اکسید کربن جذب شده و زباله های پلاستیکی را به سوخت های پایدار و سایر محصولات ارزشمند تبدیل می کند.
در آزمایش‌ها، دی‌اکسید کربن به گاز سنتز تبدیل شد که یک بلوک ساختمانی کلیدی برای سوخت‌های مایع پایدار است. بطری های پلاستیکی به اسید گلیکولیک تبدیل شدند که در صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده می شود.
این تیم دی اکسید کربن را از منابع واقعی مانند اگزوزهای صنعتی یا هوا دریافت کردند. سپس محققان توانستند دی اکسید کربن را جذب و متمرکز کنند و آن را به سوخت پایدار تبدیل کنند.
نتایج حاصل از این مطالعه، “گرفتن یکپارچه و استفاده از دی‌اکسید کربن ناشی از گازهای دودکش و هوا توسط خورشید، گامی مهم به سمت تولید سوخت‌های پاک برای تقویت اقتصاد را نشان می‌دهد. این روش به استخراج مخرب نفت یا گاز نیاز ندارد.با این حال، قبل از اینکه بتوان آن را در مقیاس صنعتی گسترش داد، به پیشرفت هایی در فناوری نیاز است.
فرآیند جدید از فتوسنتز الهام گرفته شده است
برای سال‌ها، گروه تحقیقاتی پروفسور اروین رایسنر در حال توسعه سوخت‌های پایدار با الهام از فتوسنتز بوده است. این فرآیند زمانی اتفاق می افتد که گیاهان نور خورشید را به غذا تبدیل می کنند.این تیم از برگ های مصنوعی برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به سوخت فقط با استفاده از نیروی خورشید استفاده کردند.
آزمایش‌هایی که توسط انرژی خورشیدی انجام می‌شد، قبلاً از دی اکسید کربن خالص از یک سیلندر استفاده می‌کردند. اما برای استفاده عملی، باید بتواند دی اکسید کربن را از فرآیندهای صنعتی یا هوا جذب کند.
با این حال، از آنجایی که دی اکسید کربن تنها یکی از انواع مولکول های موجود در هوایی است که ما تنفس می کنیم، انتخاب این فناوری به اندازه کافی برای تبدیل دی اکسید کربن رقیق شده یک چالش بزرگ است.
رایسنر گفت: ما فقط به کربن زدایی علاقه نداریم، بلکه فسیل زدایی می کنیم – ما باید سوخت های فسیلی را به طور کامل حذف کنیم تا یک اقتصاد دایره ای واقعی ایجاد کنیم.
در میان مدت، این فناوری می تواند به کاهش انتشار کربن با جذب آن از صنعت و تبدیل آن به چیزی مفید کمک کند، اما در نهایت، ما باید سوخت های فسیلی را به طور کامل از معادله حذف کنیم و CO2 را از هوا جذب کنیم.
محققان همچنین از جذب و ذخیره کربن الهام گرفتند. این جایی است که دی اکسید کربن جذب شده و سپس پمپاژ و در زیر زمین ذخیره می شود.
ریزنر گفتCCS یک فناوری است که در صنعت سوخت های فسیلی به عنوان راهی برای کاهش انتشار کربن در حین ادامه اکتشاف نفت و گاز محبوب است.
اما اگر به جای جذب و ذخیره کربن، جذب و استفاده از کربن داشته باشیم، می‌توانیم به جای دفن آن در زیر زمین، با عواقب بلندمدت ناشناخته، از CO2 چیزی مفید بسازیم و استفاده از سوخت‌های فسیلی را حذف کنیم.
فناوری خورشیدی آنها به گونه ای اقتباس شده بود که با گازهای دودکش یا هوا کار می کند.تیم حباب هوا را از طریق سیستم حاوی محلول قلیایی عبور داد و به طور انتخابی دی اکسید کربن را به دام انداخت. سایر گازهای موجود در هوا، مانند اکسیژن و نیتروژن، به طور بی ضرری حباب می کنند.فرآیند حباب به محققان اجازه می دهد تا CO2 موجود در هوا را در محلول متمرکز کنند. این کار کار با آن را راحت تر می کند.
اضافه کردن زباله های پلاستیکی به سیستم
این سیستم شامل یک فوتوکاتد و یک آند است. سیستم یکپارچه دارای دو محفظه است، یک طرف محلول دی اکسید کربن را جذب می کند که به گاز سنتز تبدیل می شود. محفظه دیگر جایی است که پلاستیک های دیگر تنها با استفاده از نور خورشید به مواد شیمیایی مفید تبدیل می شوند.
دکتر متیار رحمان، نویسنده اول، گفت: «جزء پلاستیکی یک ترفند مهم برای این سیستم است. جذب و استفاده از CO2 از هوا، شیمی را دشوارتر می کند. اما، اگر زباله های پلاستیکی را به سیستم اضافه کنیم، پلاستیک الکترون ها را به CO2 اهدا می کند. پلاستیک به اسید گلیکولیک تجزیه می شود که به طور گسترده در صنایع آرایشی استفاده می شود و CO2 به گاز سنتز تبدیل می شود که یک سوخت ساده است.
دکتر سایان کار، نویسنده اول، می‌گوید: «این سیستم با انرژی خورشیدی دو محصول زائد مضر – پلاستیک و انتشار کربن – را می‌گیرد و آنها را به چیزی واقعاً مفید تبدیل می‌کند.
رحمان گفت: «به جای ذخیره دی اکسید کربن در زیر زمین، مانند CCS، می‌توانیم آن را از هوا جذب کنیم و از آن سوخت تمیز بسازیم. به این ترتیب، ما می‌توانیم صنعت سوخت فسیلی را از فرآیند تولید سوخت حذف کنیم، که امیدواریم به ما کمک کند از تخریب آب و هوا جلوگیری کنیم.»
کار می‌گوید: «این واقعیت که ما می‌توانیم به طور مؤثر CO2 را از هوا بگیریم و از آن چیز مفیدی بسازیم، خاص است. این راضی کننده است که می بینیم در واقع می توانیم این کار را تنها با استفاده از نور خورشید انجام دهیم.
اکنون، تیم در حال کار بر روی یک دستگاه نمایشگر رومیزی با کارایی و عملی بهبود یافته است.او از جفت کردن جذب مستقیم هوا با استفاده از دی اکسید کربن به عنوان راهی برای آینده انرژی پاک سود می برد.
