جزيئة جديدة تحوّل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود بسهولة

لمحاربة ظاهرة الاحتباس الحراري، لا ينبغي أن نخفض انبعاثات الكربون فقط. وقد دفع هذا الباحثين إلى البحث في كيفية تدوير ثاني أكسيد الكربون ليصبح مصدراً للوقود المحايد للكربون carbon- neutral fuel. وقام فريق من جامعة إنديانا Indiana University يرأسه البروفيسور ليانغ شي لي Liang-shi Li بالعمل على طريقة للقيام بذلك باستخدام أشعة الشمس وجزيئة كيميائية خاصة.

هذه الجزيئة هي قطعة من النانوغرافين (Nanographene) مرتبطة مع ذرة الرينيوم Rhenium(Re). يعمل النانوغرافين كمجمّع للطاقة الشمسية حيث يمتص الطاقة من أشعة الشمس وينقلها إلى الرينيوم، الذي يكسر جزيئة ثاني أكسيد الكربون إلى أحادي أكسيد الكربون الذي يمكن استخدامه كوقود.

هذا الاكتشاف تم نشره في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية American Chemical Society.

وقال (لي) في بيان له:«يُعدّ أحادي أكسيد الكربون مادة أولية في العديد من العمليات الصناعية. وهذه أيضا وسيلة لتخزين الطاقة على شكل وقود محايد للكربون، حيث أنك لا تقوم بإرجاع المزيد من الكربون للغلاف الجوي أكثر مما أخذت بالفعل. أنت ببساطة تعيد إطلاق الطاقة الشمسية التي استعملتها لصناعته».

وقام الفريق بفحص الرينيوم، والذي يُستعمل في جزيئات بيبريدين bipyridine، لأن تأثيره على تخفيض ثاني أوكسيد الكربون كان معروفاً بالفعل. العائق هو أن البيبريدين يمكن أن يفعل هذا فقط باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، وهذا ليس مثاليا. لذلك اقترحوا فكرة استخدام الغرافين (وهو عبارة عنطبقة واحدة من ذرات الكربون) لامتصاص أشعة الشمس قدر الإمكان ونقل هذه الطاقة.

ويضيف (لي): «إذا تمكنت من إنشاء جزيئة فعالة بما فيه الكفاية لهذا التفاعل، فستنتج طاقة مجانية وقابلة للتخزين على شكل وقود. وتعتبر هذه الدراسة قفزة نوعية في هذا الاتجاه».

صفيحة النانوغرافين هي بمثابة خلية شمسية. يولّد الضوء تياراً عبر المادة، مع تدفق الإلكترونات نحو الرينيوم (المحرك)، الذي يقوم بتكسير ذرات ثاني أكسيد الكربون ويطلق أحادي أكسيد الكربون.

هذا التطور المفاجئ هو الخطوة الأولى، ورغم ذلك لا يزال الفريق مشغولاً باستكشاف الخطوة التالية. ويرغب العلماء في أن تكون الجزيئة أكثر مرونة لكي تستمر لمدة أطول ولا تكون في حالة سائلة. هم أيضا يأملون لإيجاد بديل للرينيوم لأنه معدن نادر، ويعتقدون أن المنغنيز Manganese(Mn)، والذي هو أرخص بكثير، قد يقوم بالمهمة.

ترجمة: محمد أمين امكرود
تدقيق: أسمى شعبان
المصدر