حوّل مجموعة من الباحثين غاز ثاني أكسيد الكربون إلى فحم صلب عن طريق استخدام معادن سائلة، ويُعتبر هذا أول إنجاز علمي يمكن أن يحول نهجنا في عمليات تخزين الكربون، حيث قام الفريق البحثي تحت قيادة المعهد الملكي للتكنولوجيا في ملبورن – أستراليا (بالإنجليزيّة: RMIT University in Melbourne Australia) بتطوير تقنية جديدة يمكنها بكفاءة تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات صلبة من الكربون، ويقدم البحث المنشور في مجلة (Nature Communications)، طريقًا بديلًا لإزالة الغازات الدفيئة بأمان وبشكل دائم من غلافنا الجوي.
تتركز تقنيات تخزين الكربون الحالية على ضغط ثاني أكسيد الكربون حتى يصبح في صورة سائلة، ثم نقله إلى موقع مناسب وتخزينه تحت الأرض، لكن تعيق التحديات الهندسية والجدوى الاقتصادية والمخاوف البيئية بشأن التسرب المحتمل من مواقع التخزين عملية التخزين باستخدام تلك التقنيات. ويقول الدكتور (توربين داينكي- Dr Torben Daeneke)، الباحث في جامعة (RMIT):
«إن تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مادة صلبة يمكن أن يكون نهجًا أكثر استدامة»
ويوضح داينكي، زميل المجلس الأسترالي للأبحاث المهنية المبكرة (DECRA)، بقوله:
«بينما لا يمكننا العودة حرفيًا للوراء، فإن تحويل ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى فحم وإعادته مرة أخرى إلى الأرض يشبه إلى حد كبير إعادة عقارب الساعة إلى الوراء. حتى الآن، تم تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى مادة صلبة لكن باستخدام درجات حرارة عالية للغاية، مما يجعله أمر غير مجدٍ صناعيًا، ولكن باستخدام المعادن السائلة كعامل مساعد؛ فقد أظهرنا أنه من الممكن تحويل الغاز إلى كربون مرة أخرى في درجة حرارة الغرفة. وهذه العملية تتسم بالكفاءة والقابلية للتطوير. وبالرغم من الحاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث، إلا أنها خطوة أولى مهمة لتوفير مخزون صلب من الكربون».
كيف يتم تحويل الكربون؟
طورت الدكتورة (دورنا إسرافيلزاديه- Dr Dorna Esrafilzadeh) -المحررة الرئيسية للبحث ونائبة مستشار الزمالة البحثية في كلية الهندسة في جامعة (RMIT)- التقنية الكهروكيميائية المستخدمة لتحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربون صلب قابل للتخزين، وللقيام بهذه العملية؛ استخدم الباحثون عاملًا حفازًا من معدن سائل ذو خصائص معينة جعلته فعالًا للغاية في توصيل الكهرباء أثناء تنشيط السطح كيميائيًا.
يُذاب ثاني أكسيد الكربون في إناء مملوء بإلكتروليت سائل وكمية صغيرة من المعدن السائل، الذي يُشحن بعد ذلك بتيار كهربائي، فيتحول ثاني أكسيد الكربون ببطء إلى رقائق كربون صلبة، والتي يتم فصلها بشكل طبيعي من على سطح المعدن السائل، وهو ما يسمح بالإنتاج المستمر للمواد الصلبة الكربونية. وتعلق إسرفيلزاديه:
«إن الكربون المُنتج يمكن أن يستخدم أيضًا كقطب كهربائي، ومن المزايا الجانبية لهذه العملية أن الكربون يمكن أن يحمل شحنة كهربائية، ليصبح مكثفًا فائقًا، وبذلك يمكن استخدامه كمكون في المركبات المستقبلية. وأيضًا، تنتج العملية وقودًا صناعيًا كمنتج ثانوي، والذي يمكن أن يكون له أيضًا تطبيقات صناعية».
وقد أُجري البحث في منشأة الأبحاث النانوية (بالإنجليزيّة: MicroNano Research Facility) ومنشأة الفحص والتحليل المجهري (بالإنجليزيّة: Microscopy and Microanalysis Facility) التابعتين للمعهد الملكي للتكنولوجيا بملبورن، وذلك مع الباحث الرئيسي، البروفيسور (كوروش كالانتار زاده- Kourosh Kalantar Zadeh)، الحاصل على الزمالة الفخرية من المعهد الملكي للتكنولوجيا بملبورن ومجلس البحوث الأسترالي (ARC) والذي يعمل الآن في جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW).
ويتم دعم البحث بواسطة مركز البحوث الأسترالي لتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة المنخفضة المستقبلية (بالإنجليزيّة: Future Low-Energy Electronics Technologies) ومركز البحوث الأسترالي للتميز لعلوم المواد الكهربائية (بالإنجليزيّة: Electromaterials Science).
وضم العمل باحثين من (جامعة مونست University of Munster) بألمانيا، و(جامعة نانجينغ للملاحة الجوية والفضائية-Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) بالصين، (جامعة ولاية كارولينا الشمالية-North Carolina State University) بالولايات المتحدة، و(جامعة ولونغونغ-University of Wollongong)، و(جامعة موناش- Monash University)، و(جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا- Queensland Universityof Technology) باستراليا.
ترجمة: محمد شريف
مراجعة علمية: أحمد فهمي
مراجعة لغويّة: حمزة مطالقة
تحرير: نسمة محمود
