محفز جديد يحول ثاني أكسيد الكربون إلى مصدر نظيف للوقود

أظهرت دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة ييل وجامعة ميزوري أن معدن المنجنيز، وهو عنصر متوافر ومنخفض التكلفة، يمكن استخدامه بكفاءة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى فورمات، ويعد الفورمات مادة واعدة لتخزين الهيدروجين، ما قد يدعم الجيل القادم من خلايا الوقود النظيفة.

نشرت الدراسة في مجلة Chem، وبينت أن التحدي الأساسي في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى فورمات يكمن في الحاجة إلى محفز كيميائي فعال.

فالمحفزات الأقوى تقليديا تعتمد على معادن ثمينة باهظة الثمن ونادرة، في حين أن المعادن الرخيصة غالبا ما تتحلل سريعا وتفقد فعاليتها.

يعتمد عمل خلايا الوقود الهيدروجينية على تحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين إلى كهرباء، بطريقة مشابهة لعمل البطاريات، إلا أن التوسع في استخدامها ظل محدودا بسبب صعوبة إنتاج الهيدروجين وتخزينه بكفاءة وبكلفة معقولة.

الشكل البروتوني للفورمات وهو حمض الفورميك ينتج صناعيا على نطاق واسع ويستخدم في مواد الحفظ ومضادات البكتيريا ودباغة الجلود، ويرى كثير من العلماء أنه يمكن أن يكون وسيلة عملية لتخزين الهيدروجين، بشرط إنتاجه بطريقة مستدامة، واليوم يعتمد إنتاجه الصناعي أساسا على الوقود الأحفوري، ما يقلل من فوائده البيئية، أما إنتاجه مباشرة من ثاني أكسيد الكربون في الهواء فيمثل خيارا مزدوج الفائدة، إذ يحد من غازات الدفيئة ويولد مادة مفيدة للطاقة.

نجح الفريق البحثي في التغلب على مشكلة ضعف استقرار المنجنيز عبر إعادة تصميم بنية المحفز، فقد أضافوا ذرة مانحة إضافية إلى تركيب الليجاند، وهي الجزيئات التي ترتبط بذرة المعدن وتؤثر في تفاعليته، هذا التعديل عزز استقرار المحفز وأطال عمره التشغيلي بشكل ملحوظ.

المفاجأة أن المحفز المعتمد على المنجنيز لم يكتف بتحقيق أداء جيد، بل تفوق على العديد من المحفزات المعتمدة على معادن ثمينة، وتشير النتائج إلى أن مواد وفيرة ومنخفضة الكلفة قد تكون قادرة على لعب دور رئيسي في تحويل غاز الاحتباس الحراري إلى مكونات طاقة نظيفة، ما يفتح آفاقا جديدة في مسار الانتقال إلى اقتصاد طاقة أكثر استدامة.

داليا رشوان

داليا رشوان

محرر بالموقع الموحد للهيئة الوطنية للإعلام

أخبار ذات صلة

ثاني أكسيد الكربون
وقود
بكتيريا التربة
غابات إفريقيا
ابتكار مادة لإنتاج وقود صديق للبيئة من الماء
حرب
ثاني اكسيد
التغيرات المناخية 

المزيد من علوم وتكنولوجيا

توليد الكهرباء المستدامة من الملح والجيلاتين والكربون

نجح علماء بريطانيون من جامعات "كوين ماري" و "ارويك " و" ميركاتورم" و"إمبريال كوليدج" لندن في تطوير مولد كهربائي رطب...

تطوير قمرا صناعيا لمراقبة الشمس

أعلن معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، أنه يعمل على مشروع لتطوير قمر صناعي نانوي، سيستخدم في مراقبة وتصوير...

"ميتا" تطلق وكيلا ذكيا جديدا لإدارة الأعمال

أعلنت شركة "ميتا" عن إطلاق وكيل جديد مدعوم بالذكاء الاصطناعي أطلقت عليه اسم Meta Business Agent على نطاقٍ عالمي، وذلك...

المسافات الصحية لشاشات التلفاز وإجهاد العين

من أكثر العادات التي يقوم بها الكثيرون هي الجلوس لساعات أمام التلفاز، مما يتسبب هذا في إجهاد العين، ويمكن تقليل...