يتفق العلماء على أننا سنحتاج إلى ذلك بناء آلات لامتصاص الكربون من السماء لدرء أسوأ آثار تغير المناخ – ولكن هناك كثير من التحديات لهذه الصناعة الجديدة في العقود القادمة ، بما في ذلك معرفة كيفية جعل التكنولوجيا أكثر فعالية. اكتشاف من فريق من الباحثين في جامعة ليهاي ، نشرت في Science Advances يوم الأربعاء ، يمكنه جعل هذه العملية أكثر إنتاجية ثلاث مرات.
قد تبدو عملية امتصاص ثاني أكسيد الكربون من السماء – والمعروفة باسم التقاط الهواء المباشر ، أو DAC – مثل الخيال العلمي ، لكنها في الواقع اقتراح بسيط جدًا. تلتقط الآلات الهواء من الغلاف الجوي ، ثم يمر عبر المرشحات والمواد الماصة لفصل ثاني أكسيد الكربون ؛ يتم تسخين هذه المرشحات لإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، وبعد ذلك يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون المركز تحت الأرض أو يمكن استخدامها في المنتجات.
يعد التقاط وفصل ثاني أكسيد الكربون أسهل كثيرًا عندما يتركز الملوث في مصدر معين ، كما هو الحال مع احتجاز الكربون وعزله ، والذي يتضمن تركيب المرشحات في المصانع ومحطات الطاقة والبنية التحتية الأخرى التي تتسبب في انبعاث ثاني أكسيد الكربون. من ناحية أخرى ، فإن تصفية ثاني أكسيد الكربون من الهواء المنتظم اليومي ، حيث يكون ثاني أكسيد الكربون مخفف أكثر ، يتطلب الكثير من الطاقة والكثير من المال.
هذه عقبة كبيرة أمام صناعة يقول العلماء إنها ستكون ضرورية لدرء أسوأ آثار الاحتباس الحراري وهي مجرد بداية في الانطلاق. هناك أقل من عشرين مصنعًا لالتقاط الهواء المباشر تعمل حاليًا في العالم ، وتسحب فقط آلاف الأطنان من ثاني أكسيد الكربون كل عام بتكلفة باهظة. على الرغم من الضخامة الاستثمار المالي والثقافي في التكنولوجيا ، هناك أسئلة حقيقية حول مدى قابلية وكفاءة DAC على الإطلاق.
يمكن أن يساعد هذا البحث الجديد في تغيير بعض مقاييس الإنتاجية للمصانع الحالية والجديدة ، فقط عن طريق تبديل ما بداخل الآلات. معظم عمليات التقاط الهواء المباشر حاليًا استخدام مواد آمنة– مصنوعة من الأمونيا – في عمليات الترشيح الخاصة بهم. ما فعله الباحثون هو إضافة النحاس إلى مادة ماصة قائمة على الأمين ، وهو اقتران معروف جيدًا في الكيمياء.
قد تحصل G / O Media على عمولة
قال أروب سينغوبتا ، أستاذ الهندسة في جامعة ليهاي وأحد مؤلفي الورقة البحثية: “الأمين يعني أن لديهم ذرات نيتروجين”. “النيتروجين والنحاس ، إنهما يحبان بعضهما البعض.” تعني إضافة النحاس إلى المزيج أن المادة الماصة الهجينة الجديدة يمكنها ترشيح ثاني أكسيد الكربون ثلاث مرات بالإضافة إلى المواد الماصة الموجودة في السوق ، وهو تحسين يحتمل أن يغير قواعد اللعبة يمكن أن يخفض التكاليف بشكل كبير ويحسن كفاءة محطات DAC.
تركيز منخفض للغاية [of CO2] لم يعد يشكل عقبة أمام هذه العملية ، “قال سينغوبتا.
إضافة النحاس أعطت هذه المادة الماصة ميزة أخرى: إمكانية تخزين ثاني أكسيد الكربون في المحيط بالإضافة إلى تحت الأرض. عندما تلامس مادة أمين النحاس المشبعة بثاني أكسيد الكربون مع مياه البحر في المختبر ، حولت ثاني أكسيد الكربون الملتقط إلى ما هو أساسًا صودا الخبز. يمكن نظريًا تخزين هذه المادة القلوية غير الضارة في المحيط ، مما يفتح آلية تخزين جديدة محتملة لثاني أكسيد الكربون الذي تم التقاطه. إن مصانع احتجاز الكربون الموجودة في العالم ، مثل مصنع Climeworks في أيسلندا ، محصورة الآن في الأماكن التي يوجد بها مخزون كبير تحت الأرض ؛ إن فتح إمكانية بناء محطات DAC في أي مكان قريب من الساحل يوسع بشكل كبير من إمكانيات التكنولوجيا.
من الواضح أن هناك ملف كثير من الأسئلة التي أثارها بعض هذا البحث. تتعرض محيطات العالم لضغط كافٍ كما هي ، وهناك فرق كبير بين اختبار عينات صغيرة من المادة الهجينة في مياه البحر مقابل إلقاء أطنان من صودا الخبز فجأة في المحيط كل عام. وحتى إذا أدى الراتينج الذي تم إنشاؤه بواسطة Sengupta وفريقه إلى تحسين إنتاجية أنظمة DAC في العالم بشكل كبير ، فلا يزال هناك الكثير من عقبات كبيرة تواجه التكنولوجيا—وهي لا تتخلص من مشكلة النفط والغاز يدعمان DAC كحل نهائي بدلاً من خفض الانبعاثات فعليًا الآن والتخلي عن منتجاتها.
ومع ذلك ، من المثير أن نرى قفزات وحدود جديدة محتملة لتكنولوجيا DAC وأن نرى كيف يمكن لبحث مثل هذا أن يغير الظروف على أرض الواقع. قال Sengupta أن فريقه سيبحث عن الدعم في اختبار موادهم الجديدة على نطاق أوسع.
ضحك سينغوبتا: “كل شيء يعمل في المختبر”. “عندما تخرجها ، إنها قصة مختلفة.”
