دانشمندان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر یوشیکاگو(UChicago) روشی را برای تبدیل دی اکسید کربن (CO۲) به سوخت‌های پاک و مواد شیمیایی مفید با بازدهی نزدیک به ۱۰۰ درصد توسعه داده‌اند. این پیشرفت می‌تواند با ایجاد یک حلقه انرژی پاک که انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد، مبارزه با تغییرات آب و هوایی را متحول کند.
به گزارش تاسیسات نیوز، این روش به یک چالش حیاتی اشاره شده توسط آژانس بین‌المللی انرژی(IEA) می‌پردازد که تخمین می‌زند فناوری‌های جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن(CCUS) می‌توانند به طور قابل‌توجهی انتشار دی‌اکسید کربن جهانی را تا سال ۲۰۵۰ کاهش دهند.
یک فرآیند جدید
به نقل از آی‌ای، دی اکسید کربن، گاز گلخانه‌ای اولیه‌ای است که مسئول ۷۸ درصد تغییر در تعادل انرژی زمین بین سال‌های ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۲ بوده است و محصول جانبی سوزاندن سوخت‌های فسیلی و برخی از منابع انرژی تجدید پذیر به حساب می‌آید.
از طریق فرآیندی به نام کاهش الکتروشیمیایی دی اکسید کربن(CO۲R)، می‌توان این گاز را به سوخت‌های پاک و مواد شیمیایی تبدیل کرد. با این حال، این فرآیند اغلب محصولات جانبی ناخواسته‌ای مانند گاز هیدروژن و کربنات ایجاد می‌کند و کارایی آن را کاهش می‌دهد.
آزمایشگاه آمانچوکوو(Amanchukwu) در دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر راهی برای دستکاری مولکول‌های آب برای کارآمدتر کردن این فرآیند کشف کرده است.
با استفاده از حلال‌های آلی و افزودنی‌های اسیدی، محققان توانستند رفتار آب را کنترل و اطمینان حاصل کنند که آب مقدار مناسبی از پروتون را برای ایجاد مولکول‌های مورد نظر بدون تولید محصولات جانبی ناخواسته اهدا می‌کند.
در شیمی عمومی می‌آموزیم که دی اکسید کربن با هیدروکسید واکنش داده و کربنات تشکیل می‌دهد. پروفسور چیبوازا آمانچوکوو(Chibueze Amanchukwu)، می‌گوید: این امر نامطلوب است زیرا مولکولی را که ما می‌خواهیم ارزش‌گذاری کنیم را کاهش می‌دهد.
کارآمد و مقرون به صرفه
این روش جدید در شرایط اسیدی خفیف با استفاده از طلا یا روی به عنوان کاتالیزور کارایی تقریبا ۱۰۰ درصدی را به دست آورد. نکته قابل توجه، استفاده از روی، یک فلز فراوان در زمین است که این فرآیند را برای کاربردهای صنعتی مقرون به صرفه‌تر می‌کند و به طور بالقوه به رشد بازار جهانی جذب و ذخیره‌سازی کربن کمک می‌کند.
رجی گومز(Reggie Gomes)، نویسنده اول این مقاله جدید، می‌گوید: تصور کنید می‌توانیم برق سبز از خورشید و باد داشته باشیم و سپس از این الکتریسیته برای تبدیل مجدد دی اکسید کربن به سوخت استفاده کنیم.
این پیشرفت می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای بخش انرژی و مبارزه با تغییرات آب و هوایی داشته باشد. با ایجاد یک حلقه انرژی پاک که دی‌اکسید کربن را به سوخت‌های قابل استفاده تبدیل می‌کند، راه حلی امیدوارکننده برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش اثرات گرمایش جهانی خواهیم داشت.
مزایای دستیابی به این موفقیت
این پیشرفت همچنین با تلاش‌های شرکت‌هایی مانند مهندسی کربن، اوپوس ۱۲ Opus ۱۲ و مواد دی‌اکسید، که در حال توسعه فناوری‌های CO۲R در مقیاس تجاری هستند، همسو است.
علاوه بر این، توانایی تبدیل دی‌اکسید کربن به سوخت‌های پاک مانند اتانول یا متان می‌تواند یک چرخه کربن حلقه بسته ایجاد کند و وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و منابع انرژی پایدار را ارتقا بخشد. این تحقیق همچنین پتانسیل استفاده از فلزات فراوان در زمین مانند روی را به عنوان کاتالیزور نشان می‌دهد و راه را برای فرآیندهای کاتالیزوری پایدارتر و مقرون به صرفه‌تر در صنایع مختلف هموار می‌کند.
پلاتین، نقره و طلا برای اهداف تحقیقاتی، کاتالیزورهای بزرگی هستند. آنها مواد بسیار پایداری هستند. اما وقتی به برنامه‌های صنعتی فکر می‌کنید، هزینه آنها بالا می‌رود.
