قام الباحثون في جامعة كامبريدج ببناء مفاعل يعمل بالطاقة الشمسية يحول ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO2) إلى غاز يمكن أن يكون في يوم من الأيام وقود السيارات ، والمساكن خارج الشبكة ، وحتى إنتاج منتجات صيدلانية.
يقول الباحثون إن المستوحاة من التمثيل الضوئي وادعوا أن تقنيتهم يمكن أن يتم توسيع نطاقها بسهولة أكبر من الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية السابقة. تم نشر بحث الفريق اليوم في المجلة طاقة الطبيعة.
يعد التقاط الكربون وتخزينه (وهو بالضبط ما يبدو عليه) وسيلة محتملة لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة. تكمن المشكلة في أن معظم تقنيات التقاط الكربون مدعومة بحرق الوقود الأحفوري – ناهيك عن حقيقة أن ثاني أكسيد الكربون الذي تم التقاطه في العملية يحتاج إلى تخزين في مكان ما ، مثل تحت الأرض العميقة. لكن مفاعل جديد يمكن أن يحل كل ذلك.
“ماذا لو بدلاً من ضخ ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض ، صنعنا شيئًا مفيدًا منه؟” قال سايان كار ، وهو كيميائي في جامعة كامبريدج والمؤلف الأول في الدراسة ، في بيان جامعي. “ثاني أكسيد الكربون هو غاز دفيئة ضار ، ولكن يمكن تحويله أيضًا إلى مواد كيميائية مفيدة دون المساهمة في الاحترار العالمي.”
مفاعل كار وزملاؤه الجديد يعمل بالطاقة الشمسية تمامًا ، مما يعني أنه لا يتطلب أي كابلات أو بطاريات. في الليل ، تقوم بتصفية ثاني أكسيد الكربون من الهواء – تشبه كيفية امتصاص الإسفنج المياه ، وفقًا للباحثين. خلال اليوم ، يرتفع ضوء الشمس إلى ثاني أكسيد الكربون الذي تم جمعه ، والذي يمتص إشعاع الشمس بالأشعة تحت الحمراء بينما يمتص مسحوق أشباه الموصلات الإشعاع فوق البنفسجي. تركز مرآة على المفاعل ضوء الشمس لمزيد من الكفاءة في النظام.
يبدأ الامتصاص تفاعلًا كيميائيًا في المفاعل الذي يحول ثاني أكسيد الكربون إلى غاز التوليف ، أو syngas ، وهو مزيج من أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2) وهو عنصر مهم في إنتاج العديد من الوقود والمواد الكيميائية. يبحث الفريق حاليًا عن كيفية تحويل هذه syngas الشمسية إلى أنواع الوقود السائل التي يمكن أن تتمكن من ذات يوم من سيارات الطاقة بشكل مستدام مثل السيارات والطائرات.
وقال كار: “إذا صنعنا هذه الأجهزة على نطاق واسع ، فيمكنهم حل مشكلتين في وقت واحد: إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجو وخلق بديل نظيف للوقود الأحفوري”. “يُنظر إلى ثاني أكسيد الكربون على أنه منتج مفعم بالحيوية ، لكنه أيضًا فرصة.”
يزعم الباحثون أنه يمكن استخدام مفاعل شمسي من هذا النوع من قبل الأفراد (بدلاً من تشغيل حي أو بلدة بأكملها) لتوفير الطاقة للمواقع البعيدة. علاوة على ذلك ، بسبب انتشار Syngas في إنتاج المواد الكيميائية ، يمكن أن يقلل Syngas الشمسي أيضًا من بصمة الكربون في القطاع الكيميائي.
وقال إيروين ريسنر ، وهو كيميائي في جامعة كامبريدج: “بدلاً من الاستمرار في حفر وحرق الوقود الأحفوري لإنتاج المنتجات التي وصلنا إليها ، يمكننا الحصول على كل ثاني أكسيد الكربون الذي نحتاجه مباشرة من الهواء وإعادة استخدامه”. الذي قاد الدراسة. “يمكننا بناء اقتصاد دائري ومستدام – إذا كان لدينا الإرادة السياسية للقيام بذلك.”
هنا نأمل أن نرى سيارات تعمل بالطاقة الشمسية الكربون في السوق في السوق في وقت أقرب مما نعتقد.