6 ژوئن 2024-اعتبار: دانشگاه کمبریج
دانشمندان دانشگاه کمبریج روشی مقرون به صرفه و کارآمد را برای ایجاد مواد برای جذب CO2 پیشگام کرده اند.روش ابتکاری جذب CO2 شبیه به شارژ باتری است، اما در عوض زغال فعال را شارژ می کند که معمولا در فیلترهای آب خانگی استفاده می شود.
شارژ کردن «اسفنج» زغال چوب با یون‌ها پیوندهای برگشت‌پذیری با CO2 ایجاد می‌کند که به طور موثر CO2 را از هوا جذب می‌کند.به طور بالقوه، این روش نسبت به فرآیندهای سنتی جذب کربن در انرژی کارآمدتر است و به دمای بسیار پایین‌تری نیاز دارد.
محققان یک پتنت برای این روش به ثبت رسانده‌اند و این تحقیق با حمایت کمبریج اینترپرایز تجاری می‌شود.
دکتر الکساندر فورس از دپارتمان شیمی یوسف حمید که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، اهمیت این تحقیق را توضیح داد: «گرفتن انتشار کربن از جو آخرین راه حل است، اما با توجه به مقیاس اضطراری آب و هوا، این چیزی است که ما باید آن را بررسی کنیم. اولین و فوری‌ترین کاری که باید انجام دهیم کاهش انتشار کربن در سراسر جهان است، اما تصور می‌شود حذف گازهای گلخانه‌ای برای دستیابی به انتشار خالص صفر و محدود کردن بدترین اثرات تغییرات آب و هوایی ضروری است. واقع بینانه، ما باید هر کاری که می توانیم انجام دهیم.»
جذب مستقیم هوا، با استفاده از مواد اسفنج مانند برای استخراج دی اکسید کربن از جو، یک روش جذب کربن بالقوه است.با این حال، در حال حاضر پرهزینه، انرژی بر، متکی به دماهای بالا و گاز طبیعی است و پایداری ندارد.
فورس گفت: «کار امیدوارکننده‌ای روی استفاده از مواد متخلخل برای جذب کربن از جو انجام شده است. ما می‌خواستیم ببینیم که آیا زغال چوب فعال ممکن است یک گزینه باشد زیرا ارزان، پایدار و در مقیاس ساخته شده است.
زغال چوب فعال معمولاً در کاربردهای تصفیه مانند فیلترهای آب استفاده می شود، اما معمولاً نمی تواند CO2 را از هوا جذب کند.فورس و همکارانش پیشنهاد کردند که شارژ زغال چوب فعال، مشابه باتری، می تواند آن را برای جذب کربن مناسب کند.
هنگام شارژ باتری، یون های شارژ شده در یک الکترود وارد می شوند. محققان فرض کردند که شارژ زغال چوب فعال با هیدروکسیدها، که پیوندهای برگشت پذیر با CO2 تشکیل می دهند، توانایی جذب کربن آن را افزایش می دهد.
آنها از فرآیندی شبیه باتری برای شارژ پارچه زغال فعال ارزان قیمت با یون های هیدروکسید استفاده کردند. این پارچه که مانند یک الکترود باتری عمل می کند، یون های هیدروکسید را در منافذ خود جمع می کند. پس از شارژ، زغال چوب جدا شده، شسته و خشک می شود.
آزمایش‌ها نشان داد که اسفنج زغال‌سنگ شارژ شده به دلیل مکانیسم پیوند هیدروکسید می‌تواند با موفقیت مستقیماً CO2 را از هوا جذب کند.برای آزادسازی CO2 جذب شده برای تصفیه و ذخیره سازی، این ماده حرارت داده می شود تا پیوندهای هیدروکسید-CO2 معکوس شود.
برخلاف مواد فعلی که نیاز به حرارت دادن تا 900 درجه سانتیگراد دارند، اسفنج های زغال چوب شارژ شده تنها به 90-100 درجه سانتیگراد نیاز دارند که با برق تجدید پذیر قابل دستیابی است. این روش گرمایش مقاومتی سریعتر و کم انرژی است.
محققان معتقدند این رویکرد می تواند فراتر از جذب کربن مفید باشد، زیرا منافذ زغال چوب و یون های وارد شده را می توان برای جذب مولکول های مختلف تنظیم کرد.
