تكنولوجيا جديدة مبتكرة لترشيح انبعاثات الكربون

الإنزيمات والقطن يشكلان ثنائياً فعالاً في ترشيح انبعاثات الكربون. سونيا سالمون

استمع الى المقالة الآن هذه الخدمة تجريبية

عندما تفكر في تكنولوجيا مكافحة تغير المناخ، قد يكون أول ما تفكّر فيه هو الألواح الشمسية أو المركبات المستقبلية التي تعمل بدون الحاجة لحرق الوقود. لكن لا تحصل بعض من أهم التكنولوجيات الصديقة للبيئة على التقدير الذي تستحقه.

إحدى أكبر المشكلات التي يجب حلها هي التعامل مع كمية غاز ثنائي أوكسيد الكربون المنبعث من محطات الوقود الأحفوري. تم اقتراح العديد من الأفكار حول التقاط وعزل ثنائي أوكسيد الكربون من الهواء وقطّاع إنتاج الطاقة. وتمتلك كل الأفكار إيجابياتها وسلبياتها الخاصة. تنص الفكرة الأحدث على أن حل المشكلة قد لا يتطلب سوى استخدام قطعة قماش قطنية.

قماش جديد لمحاربة انبعاثات الكربون

ابتكر كل من “جيالونغ شين” و”سونيا سالمون” من جامعة ولاية نورث كارولاينا نوعاً جديداً من الأقمشة القادرة على التقاط انبعاثات الكربون بفعالية باستخدام نسيج قطني وإنزيم يحمل اسم “الأنهيدراز الكربوني” الذي يوجد في جسم الإنسان ويلعب دوراً في تنظيم مستويات ثنائي أوكسيد الكربون. نُشرت النتائج في مجلة “الكيمياء والهندسة المستدامة للمجتمع الكيميائي الأميركي” في وقت سابق من شهر يونيو/حزيران 2022.

يتم لف النسيج الجديد ووضعه في أنبوب تقريباً مثل المناشف الورقية التي توضع داخل الأسطوانات. يعمل إنزيم الأنهيدراز الكربوني على تحويل ثنائي أوكسيد الكربون والماء إلى بيكربونات مع تسرب الغاز المتبقي من إنتاج الوقود الأحفوري من خلال قاعدة هذا الأنبوب. ويقطر بعد ذلك مزيج من الماء والبيكربونات من الأنبوب، والذي يمكن استخدامه لتوليد الطاقة أو تكوين الأحجار الجيرية من خلال التفاعل مع الكالسيوم.

تقول سالمون، الأستاذة المشاركة في هندسة النسيج والكيمياء والعلوم في ولاية نورث كارولاينا: “لقد اخترنا القطن لأنه يمكن أن يمتص كمية كبيرة من الماء وينشره على شكل غشاء رقيق للغاية”، وتضيف: “يسمح ذلك للغاز بالتفاعل أو التآثر مع الماء عن قرب”.

التقط النسيج الجديد 52.3% من ثنائي أوكسيد أكسيد الكربون باستخدام مرشّح واحد و81.7% باستخدام طبقة مزدوجة من المرشحات عندما تم ضخ الهواء عبر أنبوب العزل بمعدل 4 لترات في الدقيقة. واحتفظ الجهاز بأداء عالٍ حتى بعد غسل النسيج القماشي وإعادة استخدامه 5 مرات.

في حين أن بعض تكنولوجيات احتجاز الكربون قد تتطلب استخدام مواد نادرة أو طرقاً أكثر تعقيداً، فإن عملية صنع الأقمشة القطنية قديمة قدم الزمن. ناهيك عن أن البشر ينتجون ويصنعون كميات هائلة من القطن بالفعل، سواء للملابس أو للأغراض الصناعية، ما يعني أن سلسلة التوريد التي يتطلب تصنيع هذه المرشحات وجودها موجودة بشكل أو بآخر.

يقول شين، وهو باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مجال النسيج: “لن يتسبب معدل الإنتاج المطلوب لهذه المرشحات بالضغط على سلسلة التوريد إطلاقاً”، ويضيف: “هذه هي الميزة الأساسية التي تمتلكها هذه التكنولوجيا مقارنة بالتكنولوجيات التي تعتمد على أنواع أخرى من المواد. لقد عمل الباحثون على تصنيع مواد احتجاز الكربون على نطاق واسع. ولكن يمكننا الاستفادة من مرافق تصنيع المنسوجات الموجودة بالفعل وإنشاء تطبيقات جديدة للشركات عندما يتعلق الأمر بالمواد المعتمدة على المنسوجات”.

ترشيد انبعاثات الكربون

لن يحل التقاط الكربون من الهواء جميع المشكلات التي نواجهها. إذ أننا نحتاج إلى تقليل استخدامنا للوقود الأحفوري بشكل كبير وتغيير الطريقة التي نستهلك بها الطاقة إذا أردنا تجنب أسوأ سيناريو مناخي. لكن تقول سالمون إنه يجب الأخذ بعين الاعتبار استخدام جميع أنواع التكنولوجيات نظراً لزيادة الانبعاثات ولأن الجهود التي يجب بذلها لخفضها أصبحت أكثر أهمية. قد تساعدنا الحلول البسيطة مثل هذه التكنولوجيا الجديدة على حل المشكلات المتعلقة بالمناخ وإحراز بعض التقدم في حماية الكوكب بينما نركز على المزيد من المساعي الجذرية.

تقول سالمون: “نحن بحاجة لاستهلاك الطاقة. كلنا نحب استخدام هواتفنا الذكية وقيادة سيارتنا والاستحمام بالماء الساخن”، وتضيف: “لكن نحن الآن في وضع يجب علينا ضمنه أن نستخدم جميع التكنولوجيات المتاحة لأنه لا يوجد تكنولوجيا واحدة يمكن أن تنقذنا، إلا إذا كنا مستعدين للتضحية بكل هذه الرفاهيات”.