محققان استرالیایی موفق به توسعه روشی جدید برای بازیافت کربن دی اکسید از هوا و تبدیل آن به ماده ای کاربردی در ساخت ابر خازن ها شده اند.
بحران های زیست محیطی که سال هاست گریبانگیر سیاره سبز شده است، موجب تغییرات اقلیمی گوناگونی شده است. این در حالی است که هنوز برای مهار کربن دی اکسید به عنوان مهم ترین آلاینده جوی، راهکاری ارائه نشده است.
رویای جذب این گاز دردسر ساز، یعنی CO2 به کمک فناوری، چند وقتی است که منجر به انتشار اخباری امیدبخش در این زمینه گردیده است. هدفی که دانشمندان در پی تبدیل این گاز مخرب به ماده ای مفید و کاربردی هستند.
آنچه که ما نیاز داریم، صرفا ارائه یک راهکار عملی نیست؛ بلکه می بایست از نظر اقتصادی، با صرفه باشد. این راهکار باید علاوه بر جذب میزان کافی از کربن اتمسفر، بتواند وضعیت فعلی را دچار تغییر و تحول نماید.
اخبار خوبی که در این مدت به گوش رسیده، حاکی از آن است که احتمالا دانشمندان استرالیایی توانسته اند چنین راهکاری را عملی کنند.
محققان دانشگاه RMIT در شهر ملبورن استرالیا، نوعی فناوری را توسعه داده اند که قادر است گاز کربن دی اکسید را به ذراتی از دوده خالص تبدیل کند.
گفتنی است از زمانی که به خطرات ناشی از گرمایش جهانی و عواقب ناگوار آن پی برده ایم، همواره در پی احیای چرخه کربن در گازهای گلخانه ای و یافتن راهی برای بازگرداندن آنها به سطح زمین هستیم.
از آن زمان تاکنون، ایده های زیادی برای جداسازی کربن از جو زمین امتحان شده اند؛ تولید زیست توده و دفن آن و همچنین پمپاژ گاز به مخازن زیر زمینی برای تسریع واکنش های شیمیایی تبدیل CO2 به گازهای کم خطرتر، از جمله این اقدامات هستند.
آرایش اتم های کربن
بعضی از این روش ها هزینه پایینی دارند اما مشکل بزرگ آنها، نداشتن سرعت کافی است. برخی دیگر هم از نظر اقتصادی توجیه چندانی برای انگیزش صنایع آلاینده ندارند.
چیزی که در این سال ها برای حل بحران کربن بدست آمده، آن است که امید چندانی به فناوری های انتشار معکوس نداشته باشیم. با این حال، پیشرفت هایی در سال های اخیر روی داده و ما را در مورد رسیدن به یک راهکار زیست محیطی جامع خوشبین تر کرده است. بازیافت کربن دی اکسید به کمک روشی که در ادامه بیان خواهد شد، یکی از همین پیشرفت هاست.
روشی که پژوهشگران دانشگاه RMIT در استرالیا موفق به کشف آن شده اند، سرعت چندانی ندارد اما برای انجام آن نیازی به ایجاد فشارهای بالا (یا واکنش های شیمیایی پیچیده) جهت تبدیل CO2 به شکل جامد، وجود ندارد.
سازوکار این روش بر مبنای کاربرد نوعی نانو ذره فلز سریم است که نقشی حیاتی در واکنش های الکتروشیمیایی جداسازی اکسیژن از کربن دی اکسید در ولتاژهای پایین دارد.
استفاده از مخلوط سوسپانسیونی نانو ذرات سریم به شکل یک آلیاژ فلز مایع، باعث عدم تشکیل کربن به صورت جامد بر روی سریم می شود و به این ترتیب، بازدهی واکنش افت نخواهد کرد.
در شرایط بهینه تر می توان از گالیم فلزی به عنوان حلال این واکنش استفاده کرد. نکته مثبت این جایگزینی آن خواهد بود که تمام واکنش در دمای اتاق قابلیت اجرایی خواهد داشت؛ چرا که نقطه ذوب عناصر در مقادیر بسیار کمتری قرار خواهد گرفت.
یکی از شیمیدان های دانشگاه RMIT، تورلن دانک است که درباره این پروژه می گوید:
«تا به امروز، تبدیل کربن دی اکسید به شکل جامد آن تنها در دماهای بسیار بالا قابل دستیابی بود و این امر باعث می شد انجام آن در مقیاس صنعتی امکان پذیر نباشد.
ما با استفاده از فلزات مایع به عنوان کاتالیزور، ثابت کرده ایم که امکان تبدیل این گاز به کربن جامد در دمای اتاق و طی یک فرآیند کارآمد و مقیاس پذیر میسر است.»
یکی از مزیت های مهم این فناوری که برتری عمده ای در قبال روش های پیشین دارد، محصول نهایی این واکنش است؛ محصولی که شاید تنها یک زباله نباشد.
درنا اسرافیل زاده، مهندس ارشد و نویسنده این پژوهش در ایران است که می گوید:
«از دیگر مزایای این فرآیند آن است که کربن می تواند بار الکتریکی را در خود نگه داشته و تبدیل به یک ابر خازن شود. به این ترتیب ممکن است بتوان از آن برای ساخت یکی از اجزای وسایل نقلیه در آینده استفاده کرد. این فناوری همچنین می تواند یک سوخت ترکیبی را به عنوان محصول جانبی تولید کند که از کاربردهای صنعتی متنوعی برخوردار است.»
بازیافت دی اکسید کربن از هوا
کربن یکی از مهم ترین عناصری است که در زندگی آینده بشر، نقش مهمی خواهد داشت. یکی از راه های بدست آوردن دوباره کربن، بازیافت کربن دی اکسید است.
محصولات مبتنی بر کربن همچون گرافن می توانند باعث تحول در آینده صنعت الکترونیک شوند و آن هم نه تنها به عنوان یک ابر خازن، بلکه به عنوان یک ابر رسانا مطرح شود.
پیش بینی می شود که حتی اگر بخشی از این رویای بزرگ تحقق یابد، یک صنعت مواد بر اساس کربن می تواند سرمایه های بزرگی را در آینده به سوی خود روانه کند. پر واضح است که ایجاد انگیزه های اقتصادی می تواند بزرگترین محرک برای حل این مشکلات زیست محیطی باشد.
دانک ادامه می دهد: «ذخیره سازی کربن به شکل جامد، گامی حیاتی در این مسیر به حساب می آید؛ با اینکه هنوز پژوهش های بیشتری باید انجام بپذیرد.»
حل مشکلات زیست محیطی جهان ما، چه از طریق جذب کربن دی اکسید و چه از طریق جمع آوری پلاستیک های موجود در اقیانوس ها، آینده ای روشن تر برای آیندگانمان رقم خواهد زد.