تعمل خلايا الهيدروجين بالفعل على تشغيل الحافلات في مدن مثل لندن. الصورة: الحمأة G عبر Flickr
من تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود إلى تمكين السيارات من العمل على الماء ، يفتح الباحثون العلميون في جميع أنحاء العالم إمكانات مصادر الطاقة الجديدة.
وقد استخدمت البيولوجيا الجزيئية من قبل العلماء في الولايات المتحدة لتقديم الحافز الذي يمكن تقسيم الماء إلى الهيدروجين والأكسجين. وهو ما يعني أن مادة التكنولوجيا الحيوية المتجددة حقا يمكن أن تستخدم للمساعدة في تشغيل السيارات على الماء.
في الصين، وقد أعلنت الكيميائيين وأقمشة نانوية - حافز مجتمعة الذرات في وقت واحد - يمكن أن تبدأ عملية تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون المسببة للاحتباس الحراري إعادة ضخ الغاز إلى وقود.
ومع ما يبدو أنه توقيت مثالي ، تأمل شركة تكنولوجية جديدة في سويسرا أن تكون أول مصنع تجاري لها ثاني أكسيد الكربون من الجو الحصاد.
لا يزال الاقتراحان الأوليان في مرحلة المختبر ، والثالث لم يثبت صحته بعد. لكن التطورات المخبرية تبقي على قيد الحياة آمال نهاية المطاف في إعادة تدوير الطاقة.
في العملية الأولى ، يوفر الماء الطاقة لتفاعل كيميائي يدفع السيارة ، وينتهي به المطاف مرة أخرى كماء من أنبوب العادم في السيارة. وفي الحالة الثانية ، يمكن أن يتحول الغاز الناتج عن الانبعاثات من الوقود الأحفوري إلى وقود.
محفز البلاتين
خلية وقود الهيدروجين منذ فترة طويلة بدأت في توفير الطاقة لرحلات الفضاء المأهولة، وقيد الاستخدام في وسائل النقل العام في المناطق الحضرية، مع حافزا البلاتين الصمامات وقود الهيدروجين والأكسجين من الهواء لإطلاق الطاقة الكهربائية والمياه.
لكن البلاتين نادر ومكلف. والهيدروجين ، على الرغم من أنه العنصر الأكثر شيوعًا في الكون ، هو أشياء صعبة يجب التعامل معها بكميات كبيرة.
تريفور دوغلاس ، أستاذ الكيمياء في جامعة إندياناوالولايات المتحدة والزملاء تقرير في كيمياء الطبيعة أنهم استغلوا قدرة الفيروس على التجميع الذاتي لبنات البناء الوراثية ودمج إنزيم حساس للغاية يسمى الهيدروجينيز يمكنه أن يمتص البروتونات ويبث غاز الهيدروجين. لقد أطلقوا عليها اسم P22-Hyd.
يوضح البروفيسور دوجلاس: "النتيجة النهائية هي وجود جسيم يشبه الفيروس يتصرف مثل مادة متطورة للغاية تحفز إنتاج الهيدروجين".
"المواد قابلة للمقارنة مع البلاتين ، إلا أنها قابلة للتجديد حقًا. لا تحتاج إلى الألغام. يمكنك إنشائه في درجة حرارة الغرفة على نطاق واسع باستخدام تقنية التخمير. انها قابلة للتحلل. إنها عملية خضراء للغاية لصنع مادة مستدامة متطورة ".
"لدينا الاعتقاد الأساسي أن الأمور لا يمكن أن تستمر بهذا الشكل لقد تم مستمرة، مع المزيد والمزيد من النفط التي يتم ضخها من الأرض"
يعمل P22-Hyd في اتجاهين: إنه يكسر الروابط الكيميائية للمياه لإنتاج الهيدروجين ، ويعمل في الاتجاه المعاكس لإعادة تجميع الهيدروجين والأكسجين لتوليد الطاقة. لذلك يمكن استخدامه لصنع الهيدروجين ولحرقه.
حتى الآن ، حدد العلماء ما يمكن أن يظهر ، ومثل هذا البحث هو مجرد بحث آخر مثال للإبداع والخيال أن المهندسين والكيميائيين يتظاهرون في مجموعة من محاولات العثور عليها طرق جديدة لمواجهة أزمة الطاقة العالمية عجلت عن تغير المناخ، والذي هو في حد ذاته نتيجة لاحتراق الضال من الوقود الأحفوري.
يُعزى تغير المناخ إلى التراكم الحازم في جو ثاني أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري - وقد اقترح الكيميائيون بالفعل أن يمكن إعادة تدويرها غازات الاحتباس الحراري.
محاولات لالتقاط الكربون لم تكن واعدة حتى الآن ، والتكنولوجيا اللازمة لتحويل ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى شيء يحترق لا تزال في مهدها.
التركيب الذري
لكن شان قاو وزملاء البحث في Hefei National Laboratory for Physics at the Microscale، الصين، تقرير في مجلة الطبيعة أنهم وجدوا طريقة لترتيب التركيب الذري لأكسيد الكوبالت والكوبالت لتحويل المعدن إلى شيء يمكن أن "يخفض" ثاني أكسيد الكربون بشكل أكثر كفاءة إلى مادة خام للمواد الكيميائية عالية القيمة - أحدها الوقود السائل.
الأهم من ذلك ، أن الترتيب الجديد لأكسيد الكوبالت وأكسيد الكوبالت لا يتعدى سمكه أربع طبقات فقط ، وهذا الهيكل المكرر بشكل رائع هو الذي يمكّن عملية الاختزال من البدء في طاقات منخفضة - وهذا بدوره قد يجعله أداة عملية لتحويل الحجم الكبير كميات ثاني أكسيد الكربون الملتقطة إلى شيء ذي قيمة.
في الوقت الحالي ، ما يُطلق عليه كأول تكنولوجيا تجارية في العالم لتصفية ثاني أكسيد الكربون من الهواء يتوقع فقط استرداد 900 من غاز الدفيئة سنويًا - أي ما يعادل الانبعاثات من عوادم سيارات 200 - وبيعها إلى البيوت الزجاجية لتخصيبها المحاصيل التجارية ، أو إلى سوق المشروبات الغازية لتوفير الدهون في الصودا.
لكن دومينيك كروننبرغ ، المدير التنفيذي للعمليات في مؤسسة سويسرية مقرها سويسرا ، قد يكون الغاز الذي تم الاستيلاء عليه متاحًا في النهاية كمواد خام للوقود. Climeworks AG، التي تعمل على مظاهرة تجارية من الغلاف الجوي CO2 التقاط التكنولوجيا.
يقول: "لدينا اعتقاد أساسي بأن الأمور لا يمكن أن تستمر كما هي ، حيث يتم ضخ المزيد والمزيد من النفط من الأرض". "ستكون هناك نهاية عاجلاً أم آجلاً." - المناخ أخبار الشبكهk
عن المؤلف
تيم رادفورد صحافي مستقل. كان يعمل ل The Guardian
ل32 عاما، لتصبح (من بين أمور أخرى) خطابات رئيس التحرير، محرر الفنون، المحرر الأدبي ورئيس تحرير العلم. فاز رابطة كتاب العلوم البريطاني جائزة للكاتب العلوم من السنة أربع مرات. خدم في لجنة المملكة المتحدة لل العقد الدولي للحد من الكوارث الطبيعية. وقد ألقى محاضرات عن العلوم والإعلام في عشرات المدن البريطانية والأجنبية.
كتاب بهذا المؤلف:
العلوم التي غيرت العالم: القصة غير المروية لثورة 1960s الأخرى
تيم رادفورد.
انقر هنا للحصول على مزيد من المعلومات و / أو لطلب هذا الكتاب على الأمازون. (كتاب أوقد)
