نیاز به یک فناوری که بتواند دیاکسید کربن را جذب و حذف کند یا تغییر دهد، با رسیدن هر مولکول دیاکسید کربن به جو زمین، بیشتر احساس میشود. دانشمندان «آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک»(PNNL) در «وزارت انرژی آمریکا»(DOE) برای برآوردن این نیاز، نقطه عطف جدیدی را در تلاشهای خود برای مقرونبهصرفهتر و گستردهتر کردن جذب کربن ایجاد کردهاند. آنها سیستم جدیدی را ابداع کردهاند که دیاکسید کربن را به طور موثر جذب میکند و آن را به متانول تبدیل میسازد که یکی از پرمصرفترین مواد شیمیایی جهان به شمار میرود. این سیستم، کمهزینهترین سیستم جذب کربن به شمار میرود که تا به امروز ساخته شده است.
به دام انداختن دیاکسید کربن پیش از شناور شدن آن در جو، یکی از روشهای کلیدی در کاهش گرمایش جهانی است. با وجود این، ایجاد انگیزه برای به کار گرفتن فناوری جذب کربن در مورد بزرگترین نمونه گازهای گلخانهای، پیشروی مهمی به شمار میرود. هزینه بالای فناوری، یک مانع بلندمدت برای استفاده گسترده از آن است.
دانشمندان آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک معتقدند که متانول میتواند این انگیزه را فراهم کند. متانول، کاربردهای زیادی به عنوان سوخت و حلال دارد و یک عنصر مهم در پلاستیک، رنگ، مصالح ساختمانی و قطعات خودرو به شمار میرود. تبدیل کردن دیاکسید کربن به مواد سودمندی مانند متانول، مسیری را برای نهادهای صنعتی فراهم میکند تا کربن خود را جذب کنند و آن را تغییر دهند.
«دیوید هلدبرانت»(David Heldebrant)، شیمیدان آزمایشگاه پاسیفیک و سرپرست این گروه پژوهشی، کار سیستم جدید را با بازیافت مقایسه میکند. همانگونه که میتوان بین مواد یک بار مصرف و قابل بازیافت یکی را انتخاب کرد، کربن نیز قابل بازیافت است.
هلدبرانت گفت: این اساسا همان چیزی است که ما میخواهیم در اینجا انجام دهیم. به جای استخراج نفت از زمین برای ساختن این مواد شیمیایی، ما تلاش میکنیم این کار را با دیاکسید کربن گرفتهشده از جو یا کارخانههای ذغالسنگ انجام دهیم تا بتوان آن را به محصولات سودمندی تبدیل کرد. در این روش، کربن زنده نگه داشته میشود. بنابراین، این گونه نیست که آن را مانند شیشه، آلومینیوم و پلاستیک از زمین بیرون بکشید، یک بار استفاده کنید و آن را دور بیندازید.
این سیستم جدید به گونهای طراحی شده است که در نیروگاههای ذغالسنگ، گاز یا زیستتوده و همچنین کورههای سیمان و کارخانههای فولاد قرار بگیرد. سیستم با استفاده از حلال جذبی ساختهشده در آزمایشگاه پاسیفیک، مولکولهای دیاکسید کربن را پیش از انتشار میرباید؛ سپس آنها را به مواد سودمند و قابل فروش تبدیل میکند.
ایجاد متانول از دیاکسید کربن، کار جدیدی نیست اما توانایی جذب کربن و سپس تبدیل آن به متانول در یک سیستم که دائما جریان دارد، جدید است. جذب و تبدیل به طور سنتی، به عنوان دو مرحله مجزا رخ میدهند و توسط شیمی منحصربهفرد و اغلب غیرمکمل هر فرآیند از هم جدا میشوند.
هلدبرانت گفت: ما در نهایت مطمئن میشویم که یک فناوری میتواند هر دو مرحله را به خوبی انجام دهد. فناوری تبدیل سنتی معمولا به دیاکسید کربن بسیار خالص نیاز دارد. سیستم جدید ما، نخستین سیستمی است که متانول را از دیاکسید کربن کثیف تولید میکند.
هلدبرانت خاطرنشان کرد که استفاده از این فناوری باعث کاهش انتشار گازهای گلخانهای میشود و همچنین میتواند به توسعه سایر فناوریهای جذب کربن و ایجاد بازاری برای مواد حاوی دیاکسید کربن کمک کند. با وجود چنین بازاری، کربن به دست آمده توسط فناوریهای جذب مستقیم از هوا را بهتر میتوان به موادی با عمر طولانیتر تبدیل کرد.
این پژوهش، در مجله «Advanced Energy Materials» به چاپ رسید.
۲۲۷۲۲۷
