تطوير أوراق شجر اصطناعية في أميركا قادرة على تنقية الهواء من ثاني أكسيد الكربون

طور مهندسون من جامعة إلينوي في شيكاغو بالولايات المتحدة الأميركية، أوراق شجر اصطناعية قادرة على التقاط ثاني أكسيد الكربون بمعدلات أعلى 100 مرة من أنظمة التنقية الحالية. وتعد الأوراق الاصطناعية الجديدة منخفضة التكلفة بشكل كبير،حيث لا تحتاج سوى الى قدر ضئيل من الطاقة لتشغيل التفاعلات، والذي يكون بمعدل 0.4 كيلوغول في الساعة، أي أقل مما يتطلبه تشغيل مصباح LED بقدرة 1 وات.
وتلتقط الأوراق غاز ثاني أكسيد الكربون من مصادر مخففة مثل الهواء أو غازات المداخن التي تنتجها محطات الطاقة التي تعمل بالفحم وتعيد إطلاقه لاستخدامه كوقود.
استخدم فريق الباحثين، مواد لدمج غشاء مشحون كهربائيًا يعمل مثل تدرج مائي، مع جانب واحد جافٍ وآخر مبلل. وعلى الجانب الجاف، يرتبط المذيب العضوي بثاني أكسيد الكربون الملتقط ويحوله إلى بيكربونات والتي تتراكم على غشاء الورقة.
ثم يقوم قطب كهربائي مشحون إيجابيًا على الجانب الرطب بسحب البيكربونات عبر الغشاء وإلى المحلول المائي، حيث يتم تحويله مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون لصنع الوقود أو تطبيقات أخرى.
ويعد الجهاز صغيرًا بما يكفي لوضعه في حقيبة الظهر.
ويمكن أن يؤدي تغيير الشحنة الكهربائية إلى تسريع أو إبطاء معدل التقاط الكربون، والذي يؤكد العلماء أنه في أفضل حالاته يمكنه التقاط 3.3 مللي مول في الساعة لكل 4 سنتيمترات مربعة من المادة.
وأوضح مينيش سينغ، أستاذ الهندسة الكيميائية في جامعة إلينوي، والباحث المشارك في العمل: ”يمكن أن يلعب نظام الأوراق الاصطناعية دورًا مهمًا في تقليل الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الغلاف الجوي بفضل معدله العالي لالتقاط الكربون، والتكلفة المنخفضة نسبيًا، واستهلاك الطاقة المعتدل“.
وقال سينغ: ”يمكن لوحدة صغيرة بحجم التكييف المنزلي، إزالة أكثر من كيلوغرام واحد من ثاني أكسيد الكربون في اليوم، كما يمكن لأربع مجموعات أن تلتقط أكثر من 300 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون في الساعة من غاز المداخن“.
وبحسب الباحثين، فإن هذا النظام يكلف 145 دولارًا لكل طن من ثاني أكسيد الكربون، وتأتي هذه التكلفة ضمن توصيات وزارة الطاقة الأمريكية (DOE)، والتي تقدر أن التكلفة يجب ألا تتجاوز 200 دولار للطن.

قد يهمك أيضًا:

العلماء ييحذرون من حجم انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم وضرورة تقليلها

كيفية تحويل غاز الميثان إلى جزء من الحل المناخي