الطاقة المتجددة
علماء يحوّلون ثاني أُكسيد الكربون إلى إيثانول بالصدفة
جزيئات نانوية للنحاس (تظهر كالكرات) مدمجة في عيدان الكربون النانوية تستخدم لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى إيثانول.
قام فريقٌ من العلماء بتحويل منتجٍ لا فائدة منه –ثاني أكسيد الكربون – إلى وقود – الإيثانول – من خلال عمليةٍ بسيطةٍ نسبيًّا. وغالبًا ما حدثت بمحض الصدفة.
علماء القسم الأمريكي للطاقة بمختبر أوك ردج الوطني (Oak Ridge National Laboratory) كانوا يعملون على محلولٍ لثاني أكسيد الكربون مذابٍ في الماء من خلال سطحٍ مشحون آملين أن يفسّروا إحدى التفاعلات وذلك حينما كانوا على موعدٍ مع اكتشافهم السار.
يقول رئيس المجموعة البحثية (آدم رودينن- Adam Rondinone): «لقد اكتشفنا بطريقةٍ ما عن طريق الصدفة أن تلك المادة تعمل». ويضيف قائلاً: «كنا نحاول دراسة الخطوة الأولى لإحدى التفاعلات المقترحة عندما أدركنا أن العامل الحفّاز هو من يقوم بالتفاعل وحده».
ويضيف أيضًا: «العامل الحفّاز في المسألة كانت عيدان الكربون النانوية المرصّعة بجزيئات النحاس النانوية المشحونة كهربيًّا لعكس عملية الاحتراق». ويقول أيضًا: «إنها تشبه 50 نانومتر من قضبان الضوء التي تركّز التفاعل الكهروكيميائي على طرف عود الكربون».
محلول ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء تحول إلى الإيثانول بإنتاجية حوالي 63% . هذا النوع من التفاعل ينتج عادةً نواتج مختلفة بكميات ضئيلة.
دراسة خطوة نحو الحلقة المغلقة، الكربون – وقود المستقبل الطبيعي
(شانون بونك- Shannon Bonke) خبير تحويل الطاقة بجامعة موناش (Monash University) – لم يكن عضوًا في تلك الدراسة – يُصرّح بأن هناك العديد من العناصر المثيرة في تلك الدراسة الأمريكية.
أولاً: الصورة النهائية للإيثانول كجزيءٍ بذرتي كربون، معقدة نسبيًّا، جاهزة للاستخدام كوقود، يُعتبر تحقيقها صعبًا جدًا.
يقول الخبير بونك: «ثاني أكسيد الكربون لديه ذرة كربون وحيدة بينما الإيثانول لديه اثنتان، فالأمر يبدو وكأنه تجميعٌ لمكعبّات الليجو للحصول على جزيئات الكربون».
ثانياً: استخدم الفريق الأمريكي الكربون والنيتروجين والنحاس قليلي التكلفة، بدلاً من استخدام موادَّ باهظة الثمن مثل البلاتينيوم، الذي يستخدم عادةً لمثل تلك الأنواع من التفاعلات.
أخيراً: قال الخبير بونك: «وقودٌ نقيٌّ تمّ تصنيعه في مختبر أفضل بعدة طرق من الوقود الأحفوري».
«ثاني أكسيد الكربون [الناتج من احتراق الإيثانول] عديم اللون والرائحة، ولم تكن تلك الكلمات التي نصف بها انبعاثات الطرق في المدينة سابقًا».
«هذا هو الجانب الإيجابي من التحوّل نحو استخدام تلك الأنواع من الوقود لأن الهواء سيصبح أكثر نظافةً لأن ما تحرقه أكثر نظافةً ونقاءً».
يقول الخبير بونك أن العلم يسعى ببطءٍ نحو الحلقة المغلقة، أنظمة الكربون الطبيعي المرتكزة على الطاقة الشمسية المخزنة كوقودٍ ذي أساسٍ كربوني. تبدو معقدة، أليس كذلك؟ ذلك ما تقوم به النباتات.
يقول الخبير بونك أخيرًا: «إذا نظرت إلى الخارج من النافذة، ستجد أن ثلاثة ملايين عامٍ من التطور قرّرت أن هذه هي أفضل طريقة لتخزين الطاقة. وإذا كان هذا ما توصلنا إليه أخيرًا، فمن المحتمل أن يكون هذا هو القرار الصحيح».
الاعتمادية على المواد قليلة التكلفة والقدرة على العمل على الماء في درجة حرارة الغرفة جعلت الباحثين الأمريكيين يعتقدون أنه يمكن توسعة تطبيق تلك العملية لتشمل المجال الصناعي.
ترجمة: محمد خالد عبدالرحمن
تدقيق: جعفر الجزيري
المصدر
