ويقول العلماء إن نصف كيلو من هذا المسحوق يمكنه إزالة كمية من ثاني أكسيد الكربون من الهواء تعادل ما تزيله الشجرة

يمكن لشجرة كبيرة نموذجية أن تمتص بقدر ما 40 كيلوجرامًا من ثاني أكسيد الكربون بعيدا عن الهواء لمدة عام الآن، يقول علماء جامعة كاليفورنيا في بيركلي أنهم يستطيعون القيام بنفس المهمة بأقل من رطل من المسحوق الأصفر الرقيق.

تم تصميم المسحوق لاحتجاز الغازات الدفيئة في مسامه المجهرية وإطلاقه عندما يكون جاهزًا للتخزين في مكان ما حيث لا يمكنه المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري. وفي الاختبار، كانت المادة لا تزال في حالة جيدة بعد 100 دورة من هذا القبيل، وفقًا لما ذكره موقع engadget دراسة نشرت الاربعاء في مجلة الطبيعة .

وقال “إنه يعمل بشكل جميل”. عمر ياغيواحد كيميائية شبكية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وكبير مؤلفي الدراسة. “استنادًا إلى استقرار المادة وسلوكها في الوقت الحالي، نعتقد أنها ستمر بآلاف الدورات.”

ويُطلق على المسحوق اسم COF-999، ويمكن نشره في أنواع محطات التقاط الهواء المباشرة واسعة النطاق التي بدأت في الظهور لتقليل كمية الكربون في الغلاف الجوي.

يقول العلماء إن إبقاء تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أقل من 450 جزءًا في المليون ضروري للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري بما لا يتجاوز درجتين مئويتين فوق مستويات ما قبل الصناعة وتجنب بعض العواقب الوخيمة لتغير المناخ. تشير القياسات التي تم إجراؤها في مرصد مونا لوا في هاواي إلى أن ثاني أكسيد الكربون₂ المستويات موجودة حاليًا 423 جزء في المليون.

“عليك أن تأخذ ثاني أكسيد الكربون₂ قال ياغي، وهو أيضًا كبير العلماء في جامعة بيركلي: “من الجو – لا توجد طريقة للتغلب عليها”. معهد بكار للمواد الرقمية من أجل الكوكب. “حتى لو توقفنا عن انبعاث ثاني أكسيد الكربون₂ما زلنا بحاجة إلى إبعاده عن الهواء. ليس لدينا خيارات أخرى.”

كلاوس لاكنرالمدير المؤسس ل مركز الانبعاثات الكربونية السلبية من جامعة ولاية أريزونا، اتفق على أن التقاط الهواء المباشر سيصبح أداة مهمة لعزل الكربون وتبريد الكوكب بمجرد التغلب على العقبات الرئيسية. وقال إن التقدم في الدراسة الجديدة يمكن أن يساعد.

وقال لاكنر، الذي لم يشارك في البحث: “إنهم يفتحون الباب أمام مجموعة جديدة من الأساليب”.

وقال قائد الدراسة زيهوي تشو، وهو كيميائي مواد يعمل على درجة الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، إنه عند النظر إلى المسحوق تحت المجهر الإلكتروني الماسح، فإنه يشبه كرات السلة الصغيرة التي تحتوي على مليارات الثقوب.

وترتبط هذه الهياكل ببعضها البعض من خلال أقوى الروابط الكيميائية في الطبيعة، بما في ذلك تلك التي تحول ذرات الكربون إلى الماس. ترتبط بالسقالات مركبات تسمى الأمينات.

عندما يتدفق الهواء عبر الهياكل، فإن معظمه مكوناته تمر دون عائق. لكن الأمينات، وهي أساسية، تلتصق بثاني أكسيد الكربون، وهو حمضي.

تلك الشركات₂ ستبقى الجزيئات في مكانها حتى يقوم العلماء بتخفيفها عن طريق تطبيق الحرارة. حتى يتمكنوا من تنظيفها بالمكنسة الكهربائية للحفاظ على سلامتهم، على الأرجح ضخهم في أعماق الأرضقال تشو.

بمجرد إزالة ثاني أكسيد الكربون من المسحوق، يمكن أن تبدأ العملية بأكملها مرة أخرى.

ولاختبار قدرات COF-999 على التخلص من الكربون، وضع الباحثون المسحوق في أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ بحجم القشة تقريبًا وعرّضوه للهواء الخارجي في بيركلي لمدة 20 يومًا متواصلة.

عند دخول الأنبوب، كان هواء بيركلي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون₂ بتركيزات تتراوح من 410 جزء في المليون إلى 517 جزء في المليون. وقال تشو إنه عندما خرج إلى الجانب الآخر، لم يتمكن العلماء من اكتشاف أي ثاني أكسيد الكربون.

يتمتع المسحوق بالعديد من المزايا مقارنة بالمواد الأخرى، وفقًا لمبتكريه.

يزيد تصميمه المسامي من مساحة سطحه، مما يعني المزيد من الأماكن لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون₂ جزيئات. وقال تشو إنه نتيجة لذلك، فإنه يلتقط ثاني أكسيد الكربون بمعدل “أسرع بعشر مرات على الأقل” من المواد الأخرى المستخدمة لالتقاط الهواء المباشر.

وأضاف ياغي أن أعضاء الفريق واصلوا إجراء التحسينات وهم في طريقهم لمضاعفة طاقتهم في العام المقبل.

ميزة أخرى هي أن COF-999 سوف يخفف من سيطرته على ثاني أكسيد الكربون₂ عندما يتم تسخينه إلى حوالي 140 درجة فهرنهايت. وقال تشو إنه يجب تسخين المواد المماثلة إلى 250 درجة فهرنهايت لاستخراج الكربون.

المسحوق أيضًا أكثر متانة. وقال تشو إن الفريق اختبر نسخة أحدث استمرت لمدة 300 دورة قبل انتهاء التجربة.

وقال لاكنر إن هذه علامة واعدة.

وقال: “إن إجراء 100 دورة وعدم رؤية أي تدهور يشير إلى أنه يمكنك الحصول على آلاف الدورات”. “ما إذا كان بإمكانك الحصول على مئات الآلاف من الدورات، لا نعرف”.

وقال تشو إنه لنشره على نطاق صناعي، سيكون من الضروري تصميم نوع من الصناديق المعدنية الكبيرة التي يمكن للهواء المرور من خلالها دون تفجير كل البارود. يجب تجميع هذه الصناديق بكميات تستحضر مصنعًا كيميائيًا أو زيتيًا حديثًا.

تقوم الهياكل الشاهقة من المراوح والصواني بالتقاط ثاني أكسيد الكربون داخل مصنع لالتقاط الهواء المباشر في تريسي، كاليفورنيا، والذي تم افتتاحه العام الماضي.

(بول كورودا / للتايمز)

وقال ياغي إن نسخة من COF-999 يمكن أن تكون جاهزة لمحطات التقاط الهواء المباشرة في غضون عامين. ولم يتمكن من تقدير تكلفة الإنتاج بكميات كبيرة، لكنه قال إن الأمر لا يتطلب مواد باهظة الثمن أو غريبة.

أسس ياغي شركة مقرها في إيرفين أتوكولتسويق أبحاثها في مجال احتجاز الكربون والتكنولوجيات الأخرى. ساعدت أتوكو في تمويل الدراسة الجديدة. (ومن بين الممولين الآخرين معهد بكار ومدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية).

بالإضافة إلى ذلك، قدمت جامعة كاليفورنيا في بيركلي طلب براءة اختراع لـ COF-999، والذي يُسمي ياغي وتشو كمخترعين.

وقال لاكنر إن عملية التقاط الهواء المباشر بأكملها يجب أن تصبح “أرخص بعشر مرات مما هي عليه الآن” قبل أن يكون لها تأثير حقيقي على البيئة. مئات المليارات من الأطنان من ثاني أكسيد الكربون التي يرغب العلماء في إزالتها من الغلاف الجوي.

مادة أكثر كفاءة في جمع ثاني أكسيد الكربون₂ من شأنه أن يساعد، لكن لاكنر قال إنه يقضي المزيد من الوقت في القلق بشأن مشاكل مثل الحرارة المفقودة عندما ترتفع درجات الحرارة لجمع الكربون حتى يمكن حقنه تحت الأرض.

وأضاف: “هناك آلاف الأشياء التي تساهم في ذلك”.