قطب كهربائي “إلكترود” ذو حواف ساخنة يساعد في تقليل نسبة الكربون في الغلاف الجوي

قطب كهربائي “إلكترود” ذو حواف ساخنة يساعد في تقليل نسبة الكربون في الغلاف الجوي

19 أكتوبر , 2019

الملخص:

صمّم فريقٌ من العلماء قطب كهربائي على شكل طبق بحواف ساخنة يعمل بكفاءة على تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى وقود قائم على الكربون وكيماويات، وهذا يساعدنا في مكافحة تغيرات الطقس الخطرة التي يسببها غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي.

يأمُلُ الفريق البحثي أن هذا التصميم يجعل من القطب الكهربائي محفزاً يسمح باستعمال الكهرباء المتجددة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود دون زيادة نسبة الكربون في الغلاف الجوي، مثل طريقة النباتات في تحويل ثاني أكسيد الكربون يعمل هذا القطب الكهربائي كـ “ورقة” كهروكيميائية تحوّل ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات.

ما الفرق بين القطب الكهربائي الحديث والقطب الكهربائي العادي؟

باستخدام التصميم المعتاد للقطب الكهربائي في تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكربون واجه الفريق البحثي عوائق تتمثل في قلة كفاءة تفاعل التحويل ونقص في التفاصيل الدالة على ميكانيكية التفاعل.

بينما يقاوم هذا القطب الكهربائي هذه العوائق بحيث يوفر كفاءة عالية في تفاعل التحويل وكشف دقيق للجزيئات المتكونة أثناء سير التفاعل، بفضل شكله المطوّر وتركيبه يعمل هذا القطب الكهربائي أسرع ب 6 مرات من القطب الكهربائي ذو الشكل العادي أو المسطح. 

في هذا القطب الكهربائي يتركز مجال كهربائي على الحواف الساخنة والتي تعمل على تركيز أيونات بوتاسيوم موجبة الشحنة على المواضع النشطة للتفاعل وتختزل طاقة التنشيط لهذا التفاعل.

هذا القطب مصنوع من سبيكة نحاس وإنديوم، وهذا التركيب يجعله فعالاً لدراسة سير التفاعل بدقة من خلال حساب مطيافية رامان، وهي دقة أعلى من التي نحصل عليها باستخدام القطب الكهربائي العادي.

ما الخطر الذي يسببه غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي؟

يعد التنفُّس أحد أهم الحاجات الملحة للإنسان ولكن بالنسبة لمئات الملايين من الناس يُشكّل هذا النشاط الأساسي مصدر قلق تزامناً مع انخفاض متوسط العمر المتوقع، ارتفاع معدل وفيات الأطفال والتغيرات المُناخية. 

دلّت الدراسات على أن غاز ثاني أكسيد الكربون يزيد من كمية الأوزون في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي ويتبع ذلك تكوّن المواد المسرطنة والجسيمات الدقيقة أيضاً، وبذلك يزداد معدل الوفيات، الإصابة بالربو، السرطان والحاجة إلى التنويم في المستشفى.

بالتالي من الهام أن نبحث عن طرق جديدة لخفض نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

كيف يكون هذا القطب الكهربائي مفيداً؟

زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون تزيد من تغيرات المُناخ والاحتباس الحراري، باستخدام الكهرباء المتجددة يمكن تحويله إلى وقود كيميائي يمكن إعادة استخدامه، هذا يشكَل إعادة تدوير لثاني أكسيد الكربون دون زيادة تركيزه في الغلاف الجوي وهذا يساعدنا على حماية كوكب الأرض.

لزيادة كفاءة عملية التحويل لابد من معرفة ميكانيكية التفاعل وإيجاد المحفّز المناسب لحدوث التفاعل، هذا القطب الكهربائي هو محفّز يعمل كـ “ورقة” كهروكيميائية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات ويساهم في حماية البيئة.

يهدف الفريق البحثي إلى الاستمرار في البحث عن أكثر المحفّزات كفاءة لتحويل ثاني أكسيد الكربون.

ترجمة: أشواق السالمي 
تويتر:@Donshoqa

مراجعة: خالد الصالحي

المصدر:
Electrode’s ‘hot edges’ convert carbon dioxide gas into fuels and chemicals


اترك تعليقاً

القائمة البريدية

اشترك في قائمتنا البريدية ليصلك جديد مقالاتنا العلمية وكل ماهو حصري على مجموعة نون العلمية