وجد كيميائيون باحثون في السويد طريقة لصنع النوافذ من الخشب. الصورة: بريت جوردان عبر فليكر
من خلق الخشب الشفاف للألواح الشمسية أو النوافذ لتحويل ثاني أكسيد الكربون ونفايات النباتات إلى زجاجات بلاستيكية ، يجد العلماء طرقًا بارعة للتخلص من الوقود الأحفوري.
أخذ العلماء الدنماركيون درسا من عالم النبات ، وعكسوه ، واستخدموا كوكتيل من أشعة الشمس والكلوروفيل لتحويل الغطاء النباتي إلى كيمياء.
وفي تطور لا يقاوم ، تعلم باحثو كاليفورنيا كيف تحويل ثاني أكسيد الكربون ونفايات النباتات إلى زجاجات بلاستيكية.
في غضون ذلك ، وجد العلماء في ستوكهولم طريقة لتحويل أحد المنتجات السويدية العظيمة ، الخشب ، إلى شيء شفاف يمكن استخدامها للألواح الشمسية أو حتى للنوافذ.
على مقربة من جنوب غرب ستوكهولم ، في لينكوبنج ، ابتكر الكيميائيون المهتمون بالطاقة نوعًا جديدًا من مكثف فائق يمكنه تخزين حرارة الشمس وتحريرها ككهرباء.
كل هذه حالات أخرى من المدهش الموارد والبراعة نشر في مختبرات العالم لتجنب مصادر الوقود الأحفوري ، وإيجاد سبل ل استغلال النفاياتوحتى تحويل غاز الدفيئة إلى مورد قابل للاستغلال.
الكتلة الحيوية النباتية
تبدأ أحدث التطورات ـ التي لا تزال بعيدة كل البعد عن الاستغلال التجاري ـ بالعلاقة بين النباتات وأشعة الشمس والغلاف الجوي.
كلاوس فيلبي ، أستاذ الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية في جامعة كوبنهاغنو الزملاء تقرير في مجلة نيتشر الاتصالات هذا ضوء الشمس جمعها الكلوروفيل ومقترنة مع محددة انزيم تأكسدي ؟ هذه هي المسؤولة عن تحول قشر التفاح والفواكه الأخرى إلى اللون البني؟ يمكن أن يحلل الكتلة الحيوية النباتية مثل نشارة الخشب وسيقان القمح وقشور الذرة أو جزازات العشب إلى منتجات ثانوية يمكن تحويلها إلى وقود ومواد كيميائية حيوية للمواد البلاستيكية.
يقول البروفيسور فيلبي: "إن هذه لعبة تغير ، يمكنها تحويل الإنتاج الصناعي للوقود والمواد الكيميائية ، وبالتالي تعمل على تقليل التلوث بشكل كبير".
"لقد كان دائما على حق تحت أنوفنا ، ومع ذلك لم يلاحظ أي شخص من قبل: التركيب الضوئي عن طريق الشمس لا يسمح فقط للأشياء بالنمو ، يمكن تطبيق المبادئ نفسها لكسر المادة النباتية إلى أسفل ، مما يسمح بالإفراج عن المواد الكيميائية. وبعبارة أخرى ، يقود ضوء الشمس عمليات كيميائية ".
ماثيو كنعان ، أستاذ الكيمياء المساعد في جامعة ستانفورد في ولاية كاليفورنيا ، يأمل أن يختصر عملية 100 مليون سنة التي تحولت مكون للفحم أوراق الشجر في الوقود الأحفوري ، ثم في البلاستيك.
هدفنا هو استبدال المنتجات المشتقة من البترول بالبلاستيك المصنوع من CO2 . . . يمكنك خفض البصمة الكربونية لصناعة البلاستيك بشكل كبير
هو وزملاؤه تقرير في مجلة الطبيعة أنهم ببساطة وجدوا طريقة لتخطي 100 مليون سنة ومسار النفط الخام.
تبدأ المنتجات البلاستيكية مع البولي إيثيلين تيريفثاليت ، المعروف بالبوليستر. يتم إنتاج خمسين مليون طن من المواد كل عام ، من النفط والغاز الطبيعي ، وفيها يتم إطلاق 200 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
وجد باحثو جامعة ستانفورد طريقة لتحويل منتجات النفايات الزراعية وثاني أكسيد الكربون إلى مركب يسمى 2-5-Furandicarboxylic acid ، ليكون أساسًا لبديل بلاستيكي منخفض الكربون. يقولون ، إنها مجرد خطوة أولى.
هدفنا هو استبدال المنتجات المشتقة من البترول بالبلاستيك المصنوع من CO2، يقول الدكتور كنعان. "إذا استطعت القيام بذلك دون استخدام الكثير من الطاقة غير المتجددة ، يمكنك خفض بصمة الكربون بشكل كبير في صناعة البلاستيك".
لارس بيرجلوند ، رئيس قسم أبحاث المركبات الحيوية في مركز Wallenberg Wood Science في المعهد الملكي السويدي للتكنولوجيا في ستوكهولم ، وزملاؤه تقرير في مجلة Biomacromolecules أنهم ابتكروا طريقة أخرى لخفض تكاليف البناء وتوفير الطاقة الكهربائية: لقد صنعوا أخشاب شفافة بصريا.
قاموا باستخلاص اللجنين ، وهو مكون طبيعي غير شفاف من قشرة الخشب ، ثم قام بتلقيح القشرة البيضاء المتبقية باستخدام بوليمر شفاف. ومع قدر ضئيل من التكيف النانوتيكي ، تمكنوا من الوصول إلى نسيج يمكن أن يكون شفافًا أو شبه شفاف ، للسماح بدخول الضوء الطبيعي ولكن مع الحفاظ على الخصوصية.
مورد قابل للتجديد
ويقول البروفيسور بيرجلاند: "يعد الخشب الشفاف مادة جيدة للخلايا الشمسية ، لأنه مورد منخفض التكلفة ومتاح ومتاح بسهولة". "هذا يصبح مهمًا بشكل خاص في تغطية الأسطح الكبيرة بالخلايا الشمسية."
وسرعان ما يمكن أن تكون حرارة الشمس شحن بطاريات. كزافييه كريسبين ، أستاذ الفيزياء والالكترونيات في مختبر للإلكترونيات العضوية في جامعة لينشوبينغ في السويد ، وزملاء تقرير في مجلة علوم الطاقة والبيئة أنه بعد سنوات من التجربة ، ابتكروا مُكَوِّنًا فائقًا مع محلول سائل على أساس بوليمرات موصلة يمكن شحنها من الشمس.
وهي مصنوعة من مواد رخيصة وآمنة ويمكن تصنيعها على نطاق صناعي. براءات الاختراع معلقة.
يمكن للكهارل التجريبي تحويل الحرارة إلى كهرباء 100 مرة أفضل من الإلكتروليتات القياسية. ولكن هناك أسئلة لحلها.
"ما زلنا لا نعرف بالضبط لماذا نحصل على هذا التأثير ،" يقول البروفيسور كريسبين. "لكن الحقيقة هي أنه يمكننا تحويل وتخزين 2,500 مرة طاقة أكثر من أفضل المواد المتفوقة اليوم المرتبطة بالمولدات الحرارية". شبكة أخبار المناخ
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)
