ثاني أكسيد الكربون.. علماء يحولون الغاز الخطير إلى وقود مستدام

يُعد غاز ثاني أكسيد الكربون هو الغاز الدفيء الأشهر في قائمة غازات الاحتباس الحراري، ويُذكر كثيرًا في سياقات المناخ المختلفة.

ويستهدف العالم الآن إزالة كميات ثاني أكسيد الكربون الزائدة من الغلاف الجوي بأسرع وقت ممكن.

لكن، ماذا إذا تمكننا من إزالته واستخدمناه في صناعة وقود أخضر صديق للبيئة؟ هذا ما عملت عليه مجموعة بحثية دولية؛ إذ نجحوا في تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى وقود الميثانول، ونشروا ما توّصلوا إليه في دورية «ساستينابل إنجري آند فيولز» (Sustainable Energy & Fuels) في 6 مارس/آذار 2024.

الميثانول

يُسمى أيضًا بـ«الكحول الميثيلي»، يتكون من ذرات الهيدروجين والكربون والأكسجين، ويتمتع بعدة خصائص تؤهله ليكون بديلا مثاليا للوقود، ومن ضمن مميزاته انخفاض تكاليف الإنتاج، كما أنّ مخاطر اشتعاله أقل مقارنة بالبنزين، ويمكن إنتاجه من الكربون.

ربما كانت هذه الخصائص الفريدة قد حفزت الباحثين على إيجاد طريقة مبتكرة للحصول على الميثانول، لكن هناك هدفا آخر وضعوه في الحسبان، وهو استخدام ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لتحقيق طموح المملكة المتحدة في الوصول إلى صافي الصفر.

• تغيرات المناخ تطول الجنين في رحم أمه.. سر الولادات المبكرة

ماذا فعلوا؟

حسنًا، ببساطة، هناك طريقتان رئيسيتان لتخفيف انبعاثات الكربون: احتجاز الكربون وعزله، أو تثبيت قيمته. أما عن الطريقة الأولى فتواجه بعض التحديات؛ خاصة أنّ المواقع الجيولوجية المتاحة لتخزين الانبعاثات قليلة نسبيًا، أما بخصوص الطريقة الثانية فهي أكثر مرونة ويمكن توظيفها في إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات أخرى مرغوبة، ما يؤثر بصورة إيجابية على الاقتصاد الدائري الذي يسعى إليه العالم اليوم.

وقد اعتمد الباحثون الطريقة الثانية وعملوا على تطويرها.

هذا يقودنا إلى كيفية تحول ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مفيدة مثل الميثانول، وفي هذا الصدد استخدم الباحثون نيتريد الكربون (C3N3) والنحاس ومحفز ضوئي، تتداخل ذرات النحاس مع نيتريد الكربون، ما يعزز عملية انتقال الإلكترونات إلى ثاني أكسيد الكربون، تتم عملية التفاعل بينها في وجود الماء، وتكون النتيجة بعض المنتجات المفيدة مثل الميثانول.

لكن هذه العملية تحتاج إلى تحفيز، حتى وقت قريب كان المحفز المستخدم هو الطرق الحرارية التقليدية المعتمدة على الهيدروجين الذي يتم استخراجه من الوقود الأحفوري، لكن في هذا التجربة استخدم الباحثون التحفيز الضوئي الناتج عن الطاقة الشمسية المستدامة، ولتعزيز كفاءة عملية التحفيز الضوئي ابتكر الباحثون عملية تسخين نيتريد الكربون إلى الدرجة المطلوبة من التبلور.

كانت النتيجة الحصول على الميثانول من غاز ثاني أكسيد الكربون، الأمر الذي يفتح الباب أمام فكرة تحويل الأزمة إلى فرصة، وتوظيف الغازات الدفيئة لخدمة البشرية والبيئة.