خيار
إذا قمت بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز تخليقي ، فإنك تحصل على مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية. يوضح الباحثون في TU Wien كيف يعمل هذا حتى في درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط.
أي شخص يفكر في ثاني أكسيد الكربون من المحتمل أن يفكر بسرعة في مصطلحات مثل ضار بالمناخ أو منتج النفايات. بينما كان ثاني أكسيد الكربون موجودًا لفترة طويلة - منتج نقي من النفايات - يتم تطوير المزيد والمزيد من العمليات التي يمكن من خلالها تحويل غازات الاحتباس الحراري إلى مواد خام قيمة. ثم تتحدث الكيمياء عن "المواد الكيميائية ذات القيمة المضافة". تم تطوير مادة جديدة تجعل ذلك ممكنًا في جامعة فيينا للتكنولوجيا وتم تقديمها مؤخرًا في مجلة كيمياء الاتصالات.
طورت مجموعة أبحاث Dominik Eder مادة جديدة تسهل تحويل ثاني أكسيد الكربون. هذه هي MOCHA - وهي مركبات كالكوجينولات عضوية معدنية تعمل كمحفزات. نتيجة التحويل الكهروكيميائي هو غاز تخليقي ، أو غاز تخليقي باختصار ، وهو مادة خام مهمة للصناعة الكيميائية.
يصبح ثاني أكسيد الكربون غاز تخليقي
Syngas عبارة عن خليط من أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2) وغازات أخرى ويستخدم كمواد خام لمواد أخرى. يعد إنتاج الأسمدة أحد أهم مجالات التطبيق ، حيث يتم إنتاج الأمونيا من الغاز التخليقي. ومع ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا لإنتاج أنواع الوقود مثل الديزل أو لإنتاج الميثانول الذي يستخدم في خلايا الوقود. نظرًا لأن استخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي يستهلك الكثير من الطاقة ، فمن المنطقي استخلاص ثاني أكسيد الكربون من المنشآت الصناعية. ومن هناك يمكن أن يكون بمثابة مادة أولية للمواد الكيميائية المختلفة.
ومع ذلك ، تتطلب الطرق السابقة درجات حرارة وضغطًا مرتفعين بالإضافة إلى محفزات باهظة الثمن. لذلك بحث الباحثون في فيينا عن محفزات يمكن من خلالها أيضًا إنتاج الغاز التخليقي في درجات حرارة منخفضة وضغط محيط. يوضح قائد مجموعة جونيور دوجوكان أبايدين ، المسؤول عن طرق تحويل ثاني أكسيد الكربون في مجموعة الأبحاث.
MOCHAs كمحللين للمشاكل
تشكل MOCHAs فئة من المواد التي تم تطويرها منذ ما يقرب من 20 عامًا ، ولكن لم يتم العثور على أي تطبيق لها بعد. لذلك اكتسبت المواد الهجينة العضوية وغير العضوية شعبية في السنوات الأخيرة فقط. أدرك الباحثون TU إمكانات MOCHA كمحفزات وأجروا تجارب معهم لأول مرة. ومع ذلك ، فقد واجهوا عددًا من المشكلات: لم تنتج طرق التوليف السابقة سوى كميات صغيرة من المنتج وتطلبت الكثير من الوقت. يوضح Apaydin عملية التصنيع الجديدة لـ MOCHA: "باستخدام طريقة التوليف الخاصة بنا ، تمكنا من زيادة كمية المنتج بشكل كبير وتقصير المدة من 72 إلى خمس ساعات".
أظهرت الاختبارات الأولى أن الأداء التحفيزي لـ MOCHA في إنتاج الغاز التخليقي من ثاني أكسيد الكربون يمكن مقارنته بالمحفزات التي تم إنشاؤها حتى الآن. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتطلب طاقة أقل بكثير حيث يمكن إجراء التفاعل بأكمله في درجة حرارة الغرفة. بالإضافة إلى ذلك ، أثبتت MOCHA أنها مستقرة للغاية. يمكن استخدامها في مذيبات مختلفة ، في درجات حرارة مختلفة ، أو تحت ظروف مختلفة من الأس الهيدروجيني ، وتحتفظ بشكلها حتى بعد التحفيز.
ومع ذلك ، لا يزال الفريق حول دوجوكان أبايدين وطالبة الدكتوراه هانا ربل يبحثان عن بعض المعايير. استخدام نفس الأقطاب عدة مرات لتوصيل الطاقة في شكل تيار يظهر انخفاضًا طفيفًا في الأداء. كيف يمكن تحسين الاتصال بين MOCHA والأقطاب الكهربائية لمنع هذا الانخفاض في الأداء يجري الآن البحث في تجارب طويلة الأجل. "ما زلنا في مرحلة مبكرة من التطبيق" ، يشير دوجوكان أبايدين. "أحب أن أقارن هذا بأنظمة الطاقة الشمسية ، التي كانت قبل 30 عامًا أكثر تعقيدًا وتكلفة في الإنتاج مما هي عليه اليوم. مع وجود البنية التحتية الصحيحة والإرادة السياسية ، يمكن أيضًا استخدام MOCHA على نطاق واسع في المستقبل في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز تخليقي وبالتالي تقديم مساهمتها في حماية المناخ ، "أبايدين مؤكد.
