بازیافت دی اکسید کربن از هوا و انتشار منفی

[Havva Rezaee]

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره تخصصی صنعت و مدیریت_گروه محیط زیست:


دانشمندان استرالیایی از روشی تازه در جذب دی‌‌اکسید کربن هوا و تبدیل آن به ماده‌‌ای کاربردی در ساخت ابرخازن با بازدهی بالا پرده برداشته‌‌اند.

[font=tahoma][img=350x0]http://kishtech.ir/wp-content/uploads/2019/03/d01e1b26-6c99-4fb6-86f2-8e95c7a03771-300x200.jpg[/img][/font]

امروزه بحران‌های زیست‌‌محیطی و عواقب آن یعنی تغییرات اقلیمی درحالی سیاره را در می‌‌نوردند که هنوز راه‌‌حل مناسبی برای مهار دی‌‌اکسید کربن – به‌‌عنوان مهم‌ترین آلاینده جوی – در دسترس ما نیست. مدت‌‌ها است که دانشمندان این رؤیا را در سر می‌پرورانند که باکمک فناوری، این گاز دردسرساز را از جو زمین جذب کرده و در حالت خوشبینانه‌‌تر حتی بتوانند آن را به یک ماده‌ی مفید و کاربردی تبدیل کنند.
اما این همه‌‌ی ماجرا نیست، آنچه ما نیاز داریم نه‌‌تنها یک راهکار عملی، بلکه ارزان‌‌قیمت است. راهکاری که با جذب میزان کافی کربن از اتمسفر، عملا بتواند تفاوتی قابل‌‌ملاحظه در وضعیت فعلی رقم بزند. شاید خبر خوب این باشد که ممکن است دانشمندان استرالیایی در آن‌‌سوی سیاره موفق به یافتن این راهکار شده باشند.
پژوهشگران دانشگاه RMIT در ملبورن نوعی فناوری را توسعه داده‌اند که می‌تواند گاز دی‌اکسید کربن را به ذراتی از دوده‌‌ی خالص تبدیل کند. از زمانی‌که ما به خطرات گرمایش جهانی و عواقب ناگوار آن پی برده‌‌ایم، احیای چرخه‌‌ی کربن در گازهای گلخانه‌ای و یافتن راهی برای بازگرداندن آن‌‌ها به سطح زمین در زمره‌‌ی رؤیاهای بزرگ دانشمندان قرار گرفته است. از آن موقع، ما ایده‌‌هایی زیادی برای جداسازی کربن از جو آزموده‌‌ایم؛ از تولید زیست‌توده و دفن آن گرفته تا پمپاژ گاز به مخازن زیرزمینی جهت تسریع واکنش‌های شیمیایی تبدیل co2 به گازهای کم‌‌خطرتر.
 
[img=414x0]http://kishtech.ir/wp-content/uploads/2019/03/1a0bf79a-cb90-455f-a92c-b8e64ed0ef4b-300x200.jpg[/img]
 
برخی از این روش‌‌ها هزینه‌‌ی پایینی دارند؛ ولی از سرعت کافی برخوردار نیستند. برخی دیگر هم از توجیه اقتصادی چندانی برای انگیزش صنایع آلاینده برخوردار نیستند یا حتی ریسک بالایی در بازگشت مجدد کربن به جو به‌دنبال دارند.
نتیجه‌ی نهایی این بوده است که ما برای حل بحران کربن، واقعا امید چندانی به فناوری‌‌های انتشار منفینداشته‌‌ایم. بااین‌حال، پیشرفت‌‌هایی در سال‌های اخیر روی داده ‌است و ما را درمورد رسیدن به یک راهکار زیست‌‌محیطی جامع خوشبین‌‌تر کرده است.
روش تازه‌‌ای که در استرالیا کشف شده، نیز از سرعت چندان بالایی برخوردار نیست؛ اما برای انجام آن نیازی به ایجاد فشارهای بسیار زیاد (یا واکنش‌های شیمیایی پیچیده) برای تبدیل دی‌‌اکسید کربن به‌‌شکل جامد وجود ندارد. روش کار وابسته به کاربرد نوعی نانوذرات از فلز سریوم است که نقشی حیاتی در واکنش‌‌های الکتروشیمیایی جداسازی اکسیژن از دی‌‌اکسید کربن در ولتاژهای پایین دارد.
به‌‌کارگیری مخلوطی سوسپانسیون از نانوذرات سریوم به شکل یک آلیاژ فلز مایع، مانع از تشکیل کربن به‌‌شکل جامد روی سریوم می‌‌شود و بدین ترتیب بازدهی واکنش افت نخواهد کرد. در شرایط ایده‌‌آل‌‌تر، حتی می‌‌توان گالیوم فلزیرا به‌‌عنوان حلال در این واکنش درنظر گرفت؛ مزیت این جایگزینی آن خواهد بود که کل واکنش قابلیت انجام در دمای اتاق را خواهد داشت؛ چراکه نقطه‌‌ی ذوب عناصر در مقادیر بسیار کمتری قرار خواهد گرفت. تورلن دانک، شیمیدان فیزیک از RMIT می‌گوید:

 تا به امروز، تبدیل دی‌اکسید کربن به ‌‌شکل جامد تنها در دماهای بسیار بالا امکان‌‌پذیر بود و این امر باعث می‌‌شد، انجام آن در مقیاس صنعتی مقدور نباشد. ما با به‌‌کارگیری فلزات مایع به‌‌عنوان کاتالیزور، نشان داده‌‌ایم که امکان تبدیل این گاز به کربن جامد در دمای اتاق و طی یک فرایند کارآمد و مقیاس‌‌پذیر میسر است.

[size=undefined]
مقیاس‌پذیری این فناوری خود ممکن است بزرگ‌ترین مزیت آن باشد. اما یک مزیت دیگر نیز در این فناوری وجود دارد که می‌تواند برتری عمده‌‌ای در قیاس با سایر روش‌‌های پیشین ایجاد کند و آن محصول نهایی این واکنش است؛ محصولی که شاید تنها یک زباله‌‌ نباشد. درنا اسرافیل‌‌زاده، نویسنده و مهندس ارشد این پژوهش از ایران می‌گوید:[/size]

مزیت دیگر این فرایند آن است که کربن می‌تواند بار الکتریکی را در خود نگه دارد و تبدیل به یک ابرخازن شود. بنابراین ممکن است بتوان آن را به‌‌عنوان یکی از اجزای وسایل نقلیه‌‌ی آینده مورد استفاده قرار داد. این فرایند همچنین می‌‌تواند یک سوخت ترکیبی را به‌‌عنوان محصول جانبی تولید کند که از کاربردهای صنعتی متنوعی برخوردار است.

[img=401x0]http://kishtech.ir/wp-content/uploads/2019/03/d23fcc4a-ecab-41f4-9d60-cd60e4cb7a0d-300x169.jpg[/img]
 
محصولات مبتنی‌‌بر کربن نظیر گرافن می‌‌توانند باعث تحول در آینده‌‌ی صنعت الکترونیک شوند و آن هم نه‌‌تنها به‌‌عنوان یک ابرخازن بلکه به‌‌عنوان یک ابررسانا. حتی اگر تنها بخشی از این رؤیای بزرگ نیز تحقق یابد، یک صنعت مواد براساس کربن می‌تواند سرمایه‌‌های بزرگی را در آینده به‌‌سوی خود روانه کند. کاملا واضح است که ایجاد انگیزه‌‌های اقتصادی می‌‌تواند بزرگ‌ترین محرک برای حل این معضلات زیست‌‌محیطی باشد.
حل مشکلات زیست‌محیطی جهان ما – چه ازطریق جمع‌‌آوری پلاستیک‌‌ها از بستر اقیانوس‌ها باشد و چه ازطریق جذب دی‌‌اکسید کربن از جو – درهرحال، آینده‌‌ای بسیار روشن‌تر برای آیندگانمان رقم خواهد زد. دانک می‌‌افزاید:

با اینکه هنوز پژوهش‌‌های بیشتری باید انجام پذیرد، ذخیره‌‌سازی کربن به‌‌شکل جامد گامی حیاتی در این مسیر محسوب می‌‌شد.