يُعَد الغاز الاصطناعي أو الغاز المركب عنصرًا أساسيًا مهمًا في مجال الصناعات الكيميائية، ومع أن أكثرنا لم يسمع بهذا النوع من قبل، فهو يُستخدم يوميًا في صناعة الأدوية والأسمدة والبلاستيك والوقود الحيوي.
لسوء الحظ ليست عملية الحصول على الطاقة باستخدام هذا الغاز الاصطناعي (وهو مزيج من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون) خالية من الانبعاثات الكربونية أو صديقة للبيئة دائمًا، ففي معظم الأحيان يتطلب إنتاج هذا الغاز المركب استخدام الغاز الطبيعي أو بقايا كربونية.
لكن يمكن تلافي ذلك1 إذ اكتشف باحثون أستراليون طريقة سهلة ورخيصة لتصنيع هذا الغاز التركيبي من ثاني أكسيد الكربون.
تُعَد هذه خطوة مثيرة للغاية؛ إذ حاول المهندسون جاهدين خلال السنوات الماضية تحقيقها، لكنهم اكتشفوا أنها مكلفة وصعبة التطبيق.
اكتشف الباحثون أنه في إحدى مراحل تصنيع أكسيد الزنك عند درجات حرارة عالية، تنطلق جزيئات نانوية تعد مثاليةً لتُستخدَم بوصفها محفزات لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز تركيبي (اصطناعي).
يُعَد أكسيد الزنك معدنًا رخيصًا متوفرًا، على عكس الكثير من المحفزات المُستخدمة سابقًا.
قالت المهندسة الكيميائية إيما لوفيل من جامعة نيو ساوث ويلز: «نستطيع الاعتماد على مصدر ثابت لثاني أكسيد الكربون، مثل المصانع التي تعمل على الفحم أو محطات الطاقة الغازية أو مناجم الغاز الطبيعي؛ إذ تنطلق كميات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون الخالص، فنلتقطها لنحولها إلى شيء مفيد للصناعة».
تُعَد هذه الطريقة فعالةً إذ تشكل نهاية مغلقة لدائرة الكربون، ومع ذلك ما زال أمامنا الكثير قبل التوسع في هذه الطريقة وتطبيقها عمليًا، لكن بالنظر إلى الاستخدام الواسع للغاز الاصطناعي وإنتاجه المستدام فإن الأمر يستحق المتابعة.
يتكون الغاز الاصطناعي من مكونين أساسيين: الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، ويمكن استخدام كل منهما لصنع حزمة كاملة من المواد الكيميائية الحيوية الصناعية.
للأسف يُصنع أكثر الغاز الاصطناعي حول العالم من الميثان (أحد أكثر الغازات تسببًا في الاحترار العالمي)، من طريق استخدام البخار عند درجات حرارة عالية.
وعلى هذا يجب إيجاد بديل أكثر استدامة نظرًا إلى أزمة المناخ الحالية، وكانت الطريقة التي ابتكرها الأستراليون مناسبةً تمامًا؛ إذ يتطلب إنتاج المحفزات النانوية 10 دقائق فقط من حرق أكسيد الزنك من دون استخدام تقنيات معقدة، ثم تُستخدم في محللات كهربية مُصممة للتعامل مع بقايا ثاني أكسيد الكربون.
يوضح المهندس الكيميائي رحمان دايان من جامعة نيو ساوث ويلز: «يمكن تمرير بقايا ثاني أكسيد الكربون الناتجة من محطات الطاقة أو مصانع الأسمنت عبر المحلل الكهربي المحتوي على أكسيد الزنك قطبًا سالبًا، فتعالج الكهرباء بقايا ثاني أكسيد الكربون لينتج الغاز الاصطناعي (مزيج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون) الذي يخرج من منفذ».
وبالتحكم في مقدار حرق أكسيد الزنك، يمكن الحصول على نسب مختلفة من الغاز الاصطناعي حسب متطلبات الصناعات المختلفة.
ما زلنا لم نتوصل إلى طريقة لتطبيق هذه التقنية في محطات الطاقة، لكن الباحثين متيقنون أن طريقتهم أنسب وأكثر قابلية للتطور مستقبلًا مقارنةً بالخيارات الأخرى.
يستعد العلماء الآن لاختبار طريقتهم على نطاق أكبر وأعقد للتحقق من إمكانية تطبيقها في معامل الطاقة، حيث الظروف الكيميائية القاسية.
اقرأ أيضًا:
كيف يمكن تحويل الغازات المسببة ل الاحتباس الحراري الى مواد اولية ؟
ما هو الغاز الطبيعي ؟ كيف يتشكل ؟ وكيف يتم استخراج الغاز الطبيعي ؟
ترجمة: يزن باسل دبجن
تدقيق: أكرم محيي الدين
