جذب گازهای گلخانه‌ای با استفاده از نور

پژوهشگران «مؤسسه فناوری فدرال زوریخ»، روش جدیدی را برای جذب گازهای گلخانه‌ای ابداع کرده‌اند که کار خود را با استفاده از نور انجام می‌دهد.

به گزارش ایسنا، اگر می‌خواهیم سرعت گرمایش زمین را کاهش دهیم، باید انتشار گازهای گلخانه‌ای را به حداقل برسانیم. همچنین، ما باید بدون سوخت‌های فسیلی کار کنیم و فناوری‌های کارآمدتری را برای تولید انرژی مورد استفاده قرار دهیم.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

با وجود این، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به تنهایی برای دستیابی به اهداف اقلیمی کافی نیست. ما باید مقادیر زیادی از گاز گلخانه‌ای دی‌اکسید کربن را از اتمسفر بگیریم و آن را به طور دائم در زیر زمین ذخیره کنیم یا آن را به عنوان ماده خوراکی بدون کربن در صنعت به کار ببریم. مشکل اینجاست که فناوری‌های کنونی جذب کربن به انرژی زیادی نیاز دارند و نسبتا گران هستند.

به نقل از ساینمگ، پژوهشگران «مؤسسه فناوری فدرال زوریخ»(ETH Zurich) در حال توسعه دادن روش جدیدی هستند که از نور استفاده می‌کند. با این فرآیند، انرژی مورد نیاز برای جذب کربن از خورشید در آینده تامین خواهد شد.

تحت کنترل نور

پژوهشگران به سرپرستی «ماریا لوکاتسکایا»(Maria Lukatskaya) استاد سیستم‌های انرژی الکتروشیمیایی، از این ویژگی استفاده کرده‌اند که دی‌اکسید کربن در مایعات آبی اسیدی، به صورت دی‌اکسید کربن وجود دارد اما در مایعات آبی قلیایی، واکنش نشان می‌دهد و نمک‌های اسید کربنیک موسوم به کربنات‌ها را ایجاد می‌کند. این واکنش شیمیایی برگشت‌پذیر است. اسیدیته یک مایع تعیین می‌کند که حاوی دی‌اکسید کربن یا کربنات است.

پژوهشگران برای تأثیرگذاری بر اسیدیته مایع، مولکول‌هایی به نام «فوتواسید»(Photoacid) را به آن اضافه کردند که به نور واکنش نشان می‌دهند. اگر چنین مایعی در معرض نور قرار بگیرد، مولکول‌ها آن را اسیدی می‌کنند. مولکول‌ها در تاریکی به حالت اولیه باز می‌گردند و مایع را قلیایی‌تر می‌کنند.

این روش به طور دقیق کار می‌کند. پژوهشگران با عبور دادن هوا از مایعی حاوی فوتواسید در تاریکی، دی‌اکسید کربن را از هوا جدا می‌کنند. از آنجا که این مایع قلیایی است، دی‌اکسید کربن واکنش نشان می‌دهد و کربنات را ایجاد می‌کند. به محض اینکه املاح موجود در مایع به میزان قابل توجهی انباشته شدند، پژوهشگران نور را به مایع تاباندند. این کار به اسیدی شدن آن منجر شد و کربنات‌ها به دی‌اکسید کربن تبدیل شدند. دی‌اکسید کربن از مایع خارج می‌شود و می‌توان آن را در مخازن گاز جمع‌آوری کرد. هنگامی که دی‌اکسید کربن به سختی در مایع باقی می‌ماند، پژوهشگران نور را خاموش می‌کنند و چرخه دوباره آغاز می‌شود و مایع آماده جذب کردن دی‌اکسید کربن است.

با وجود این، در عمل یک مشکل وجود داشت و آن این بود که فوتواسیدهای مورد استفاده در آب ناپایدار هستند. «آنا دو وریس»(Anna de Vries) از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در جریان آزمایش‌های اولیه‌ متوجه شدیم که مولکولها پس از یک روز تجزیه می‌شوند.

لوکاتسکایا، دو وریس و همکارانشان، روند تجزیه مولکول را بررسی کردند. آنها این مشکل را با انجام دادن واکنش نه در آب، بلکه در مخلوطی از آب و یک حلال آلی برطرف کردند. دانشمندان توانستند نسبت بهینه این دو مایع را با بررسی‌های آزمایشگاهی تعیین کنند و به لطف آزمایش‌های انجام‌شده توسط پژوهشگران «دانشگاه سوربن»(Sorbonne University)، یافته‌های خود را توضیح دهند.

این کار، پژوهشگران را قادر ساخت تا مولکول‌های فوتواسید را تقریبا یک ماه در محلول ثابت نگه دارند. از سوی دیگر، اطمینان حاصل شد که می‌توان از نور برای تعویض محلول بین اسیدی و قلیایی بودن استفاده کرد. اگر از حلال آلی بدون آب استفاده شود، واکنش غیرقابل برگشت خواهد بود.

واکنش بدون گرما

سایر فرآیندهای جذب کربن نیز چرخه‌ای هستند. یک روش ثابت‌ شده با استفاده از فیلترهایی صورت می‌گیرد که مولکول‌های دی‌اکسید کربن را در دمای محیط جمع‌آوری می‌کنند. برای حذف کردن دی‌اکسید کربن از فیلترها، آنها باید تا حدود ۱۰۰ درجه سلسیوس گرم شوند اما گرمایش و سرمایش، انرژی مصرف می‌کنند. آنها سهم عمده‌ای از انرژی مورد نیاز روش فیلتر را تشکیل می‌دهند. لوکاتسکایا گفت: در مقابل، فرآیند ما به گرمایش یا سرمایش نیاز ندارد. بنابراین، انرژی بسیار کمتری را مصرف می‌کند.

علاوه بر این، روش جدید پژوهشگران مؤسسه فناوری فدرال زوریخ می‌تواند تنها با نور خورشید کار کند. دو وریس توضیح داد: یکی دیگر از جنبه‌های جالب سیستم ما این است که می‌توانیم آن را در عرض چند ثانیه از حالت قلیایی به اسیدی و در عرض چند دقیقه به حالت قلیایی بازگردانیم. این کار به ما امکان می‌دهد تا جابه‌جایی بین جذب و انتشار کربن را بسیار سریع‌تر از یک سیستم مبتنی بر دما انجام دهیم.

پژوهشگران در این پروژه نشان دادند که می‌توان از فوتواسیدها در آزمایشگاه برای جذب دی‌اکسید کربن استفاده کرد. گام بعدی آنها در راه رسیدن به بازار، افزایش دادن پایداری مولکول‌های فوتواسید خواهد بود. همچنین، پژوهشگران باید پارامترهای کل این فرآیند را برای بهینه‌سازی بیشتر بررسی کنند.

این پژوهش در مجله «Chemistry of Materials» به چاپ رسید.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: گازهاي گلخانه اي نور دی اکسیدکربن هوش مصنوعی معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري بنیاد علم ایران نمایشگاه CES 2024 گازهای گلخانه ای دی اکسید کربن مولکول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۵۱۸۳۵۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

جابه‌جایی شرکت کربن ‌به‌ خارج از شهر اهواز تا ۱۴۰۵/ ضرورت بازسازی کارخانه فعلی

ایسنا/خوزستان مدیرکل حفاظت محیط زیست خوزستان با اشاره به آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌های شرکت کربن بلک، گفت: شرکت کربن باید از دی‌ماه ۱۴۰۲ در مدت سه سال جابه‌جا شود و در سال ۱۴۰۵ در محل جدید در خارج از شهر فعالیت کند و کارخانه فعلی تعطیل شود.

داود میرشکار در گفت‌وگو با ایسنا، با اشاره به آلایندگی شرکت کربن بلک مستقر در شهر اهواز اظهار کرد: بخش اعظم آلودگی ناشی از این شرکت مربوط به آلودگی هوا است؛ گرد و غبارهای ناشی از فعالیت این کارخانه و پراکنده شدن آن به اطراف، موجب آزار و اذیت مردم می‌شود و یقینا می‌تواند برای سلامت مردم مضر باشد. بخش دیگر آلودگی این کارخانه مربوط به پساب‌ها است که با نظارت همکاران ما، بخش تصفیه‌خانه‌ آن فعال است و پساب آن مدیریت می‌شود.

وی افزود: آنالیزهای میزان آلودگی این شرکت وجود دارد اما آن چیزی که برای مردم مشکل ایجاد می‌کند گرد و غبار است. متأسفانه ذرات این گرد و غبار کوچکتر از ۲.۵ میکرون هستند در حالی که دستگاه‌های سنجش ما تا ذرات با اندازه ۲.۵ میکرون را می‌سنجند.

امکان سنجش ذرات آلاینده شرکت کربن اهواز فراهم نیست

مدیرکل حفاظت محیط زیست خوزستان گفت: در حال حاضر گرد و غبار ۱۰ میکرون و آلودگی هوا که ذرات با اندازه ۲.۵ میکرون و بالاتر هستند سنجش می‌شوند اما اندازه ذرات گرد و غبار این شرکت کمتر از ۲.۵ میکرون است و برای ما قابل سنجش نیست.  

وی در مورد اینکه آیا خروجی این شرکت گازهای هیدروکربنی به میزان بالاتر از استاندارد است یا نه؟ افزود: هیدروکربن‌های نفتی همان ذراتی هستند که ناشی از فعالیت‌های این شرکت هستند. نمی‌خواهم چیزی را تعدیل کنم و زمانی که می‌گوییم ذرات آلودگی کمتر از ۲.۵ میکرون هستند، به معنی این است که این ذرات خطرناک‌تر هستند و می‌توانند در اندام‌های تنفسی انسان ته‌نشین شوند و مشکلاتی ایجاد کنند.

تلاش برای خارج کردن شرکت کربن از شهر اهواز به کجا رسید؟

میرشکار گفت: از دی‌ماه سال گذشته به اندازه ۵ تا ۱۰ سال قبل از آن برای انتقال این واحد آلاینده به خارج از شهر اهواز تلاش شد. طبق ماده ۱۴ قانون هوای پاک، سازمان حفاظت محیط زیست باید واحدهای آلاینده را شناسایی و در کارگروه اضطرار آلودگی هوا مطرح کند و برای خروج آن‌ها تصمیم‌گیری شود که این اقدام از سال‌های گذشته انجام می‌شد، اما آن‌ها تمکین نمی‌کردند.

وی افزود: یکی از مشکلات ما این است که برخی از تصمیمات باید در تهران گرفته شود و برخی از این اتفاقات نمی‌افتد اما با پیگیری‌های انجام شده از سوی مسئولان خوزستان و شکایتی که مطرح کردیم، مسئولان این شرکت را مجاب کردیم که کارخانه کربن از اهواز خارج شود. 

مدیرکل حفاظت محیط زیست خوزستان گفت: در حال حاضر ۶ هزار و ۵۰۷ فیلتر از فیلترهای واحدی که در حال تولید است یعنی بیش از ۶۰ درصد فیلترها تعویض شده‌اند. ذرات آلودگی به دام این فیلترها می‌افتند و آلودگی را کمتر می‌کنند. البته ۳۷ درصد دیگر فیلترها نیز باید تعویض شوند.

وی بیان کرد: بعد از مطرح کردن شکایت از این شرکت در دستگاه قضایی، مقرر شد زمان‌بندی جابه‌جایی کارخانه ارائه شود و مهلت سه ساله جابه‌جایی ارائه و پس از کار کارشناسی، پذیرفته شد. بنابراین شرکت کربن باید از دی‌ماه ۱۴۰۲ در مدت سه سال جابه‌جا شود و در سال ۱۴۰۵ در محل جدید در خارج از شهر فعالیت کند و کارخانه فعلی تعطیل شود.

میرشکار گفت: در چند ماه آینده علاوه بر انجام مراحل جابه‌جایی، باید کارهای بازسازی و تعمیر اساسی کارخانه موجود هم انجام شود. زمینی در شهرک صنعتی شماره ۵ اهواز خریداری شده و بسترسازی مناسب در حال انجام است. احتمالاً تا آبان‌ماه امسال کارهای دیوارکشی نیز آغاز می‌شود و پیشرفت کار محسوسی خواهیم دید. هر سه ماه یک‌بار هم گزارش فعالیت‌ها در این زمینه ارائه می‌شود.

وی تصریح کرد: با توجه به گستردگی صنایع، خط قرمز ما سلامت مردم خوزستان به ویژه اهواز است که پیگیری‌ها به شدت ادامه دارد. سامانه ۱۵۴۰ برای دریافت گزارش‌های مردمی در نظر گرفته شده است و از مردم می‌خواهیم در این امر به ما کمک کنند تا رصد بهتری بر فعالیت صنایع آلاینده و دیگر مشکلات زیست محیطی داشته باشیم.

انتهای پیام