استخدام النحاس لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الميثان تغيير جذري في التخفيف من تغير المناخ

الكربون الموجود في الغلاف الجوي هو المحرك الرئيسي له، والآن صمم باحثون من جامعة ماكجيل محفزًا جديدًا لتحويل ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) إلى ميثان – وهو مصدر أنظف للطاقة – باستخدام قطع صغيرة من النحاس تسمى النانوكلستر.

وفي حين أن الطريقة التقليدية لإنتاج الميثان من الوقود الأحفوري تؤدي إلى إدخال المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، فإن العملية الجديدة، التحفيز الكهربائي، لا تفعل ذلك.

يقول مهدي صالحي، مرشح الدكتوراه في مختبر التحفيز الكهربائي بجامعة ماكجيل: “في الأيام المشمسة، يمكنك استخدام الطاقة الشمسية، أو عندما يكون الجو عاصفًا، يمكنك استخدام تلك الرياح لإنتاج الكهرباء المتجددة، ولكن بمجرد إنتاج تلك الكهرباء، فأنت بحاجة إلى استخدامها، ولكن في حالتنا، يمكننا استخدام تلك الكهرباء المتجددة ولكن المتقطعة لتخزين الطاقة في مواد كيميائية مثل الميثان”.

“حلقة كربون” مغلقة

يقول صالحي، إنه باستخدام النانوكلسترات النحاسية، يمكن تحويل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى ميثان، وبمجرد استخدام الميثان، يمكن التقاط أي ثاني أكسيد كربون يتم إطلاقه وإعادة تدويره إلى ميثان، وهذا من شأنه أن يخلق “حلقة كربون” مغلقة لا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون الجديد في الغلاف الجوي.

تم تمكين البحث، الذي نُشر مؤخرًا في مجلة Applied Catalysis B: Environment and Energy ، بواسطة Canadian Light Source (CLS) في جامعة ساسكاتشوان (USask) .

يقول صالحي: “في عمليات المحاكاة التي أجريناها، استخدمنا محفزات نحاسية بأحجام مختلفة، من محفزات صغيرة تحتوي على 19 ذرة فقط إلى محفزات أكبر تحتوي على 1000 ذرة، ثم اختبرناها في المختبر، مع التركيز على كيفية تأثير أحجام العناقيد على آلية التفاعل”.

ويضيف صالحي: “كان أهم ما توصلنا إليه هو أن العناقيد النانوية النحاسية الصغيرة للغاية فعالة للغاية في إنتاج الميثان، وكان هذا اكتشافًا مهمًا، إذ يشير إلى أن حجم وبنية العناقيد النانوية النحاسية تلعب دورًا حاسمًا في نتيجة التفاعل”.

ويخطط الفريق لمواصلة تحسين المحفز لجعله أكثر كفاءة واستكشاف تطبيقاته الصناعية واسعة النطاق، ويأملون أن تفتح نتائجهم آفاقًا جديدة لإنتاج طاقة نظيفة ومستدامة .