علمی، پژوهشی و فناوری

استفاده بهینه از ذغال چوب فعال؛

ساخت اسفنج شارژی برای مکش مستقیم کربن از هوا

به گزارش «خبر گزاری علم و فناوری»،این اسفنج با «شارژ» زغال چوب به روشی مشابه باتری هنگام شارژ کار می‌کند. «اسفنج» زغال چوب زمانی که شارژ شود، قادر است دی‌اکسید کربن‌ را مستقیم از هوا جذب کند.

این اسفنج بر پایه چیزی مشابه زغال چوب فعال است که امروزه در فیلترهای آب خانگی استفاده می‌شود. محققان متولی این تحقیق گفتند که آن‌ها به دلیل به سراغ این ماده رفتند که «ارزان، پایدار و ساخته‌شده در مقیاس مناسب» است.

زغال چوب فعال معمولا دی‌اکسید کربن‌ را از هوا جذب و ذخیره نمی‌کند اما پژوهشگران دریافتند وقتی بتوانند آن را مانند باتری شارژ کنند، به یک ماده مناسب تبدیل می‌شود.

سازندگان آن می‌گویند که این اسفنج می‌تواند از نظر بهره‌وری انرژی یک جایگزین کارآمد برای روش‌های موجود جذب کربن باشد، زیرا به دمای بالایی نیاز ندارد.

الکساندر فورس از دانشگاه کمبریج که سرپرستی این پژوهش را برعهده داشت، گفت: «جذب انتشار کربن از جو آخرین راه‌حل است، اما با در نظر گرفتن ابعاد مقیاس اضطراری بودن شرایط اقلیمی، موضوعی است که ما باید آن را بررسی کنیم.»

«نخستین و فوری‌ترین کاری که باید انجام دهیم، کاهش انتشار کربن در سراسر جهان است، اما تصور می‌شود حذف گازهای گلخانه‌ای به منظور دستیابی به انتشار خالص صفر و محدود کردن بدترین آثار تغییرات اقلیمی ضروری باشد. از نگاه واقع‌بینانه، ما باید هر کاری می‌توانیم انجام دهیم.»

یون‌ها هنگام شارژ باتری به یک الکترود وارد می‌شوند. این فرایند در مورد زغال چوب تقریبا مشابه عمل می‌کند: زغال چوب با ترکیباتی به نام هیدروکسیدها شارژ می‌شود که پیوندهایی برگشت‌پذیر با دی‌اکسیدکربن‌ ایجاد می‌کنند.

زمانی که پژوهشگران از پوشش زغال فعال استفاده و آن را با یون‌های هیدروکسید شارژ کردند، آن یون‌ها در منافذ ریز زغال چوب جمع شدند.

زغال چوب پس از آن توانست دی‌اکسیدکربن‌ را از هوا بگیرد، زیرا با هیدروکسیدها پیوند برقرار می‌کرد.

پروفسور فورس گفت: «این روش جدیدی برای ساخت مواد با استفاده از فرایندی شبیه باتری است و میزان جذب دی‌اکسیدکربن‌ آن در حال حاضر با میزان جذب مواد فعلی برابری می‌کند.»

«اما آنچه حتی امیدوارکننده‌تر است، این است که این روش می‌تواند تمرکز انرژی بسیار کمتری داشته باشد، چرا که ما برای جمع‌آوری دی‌اکسید کربن‌ و بازتولید اسفنج زغال به دمای بالا نیاز نداریم.»

این مواد مشکلاتی نیز دارند. این اسفنج مقدار محدودی دی‌‌اکسید کربن‌ جذب می‌کند و در شرایط مرطوب، بازدهی کمتری دارد.

آن‌ها در عین حال می‌گویند که این ماده ممکن است در موقعیت‌های دیگر، کاری به غیر از جذب کربن هم انجام دهد. محققان ممکن است بتوانند یون‌های واردشده در منافذ زغال چوب را تغییر دهند تا طیفی از مولکول‌های مختلف را جذب کنند.