اقتصاد دانش بنیان

میان بری برای کنترل انتشار دی اکسید کربن

پژوهشگران دانشگاه ام آي تي، با جدا کردن اکسيژن دي اکسيد کربن در سيستمي غشايي، راهي براي تبديل دي اکسيد کربن نيروگاه ها به محصولي سودمند يافتند که در نتيجه آن حجم انتشار اين گاز از سوي اين نيروگاه ها کاهش قابل توجهي خواهد داشت. اين محصول نه تنها مي تواند به عنوان سوخت خودروها، کاميون ها و هواپيماها استفاده شود، بلکه به  عنوان ماده  شيميايي خام نيز مي تواند در موارد بسياري کاربرد داشته باشد.
در اين پژوهش ژائو يو وو، محقق دوره پسادکتري دانشگاه ام آي تي، با همکاري احمد قنيم، استاد مهندسي مکانيک دانشگاه رونالد سي کرين، سيستمي بر مبناي غشا و ساخته شده از لانتانيوم، کلسيم و اکسيد آهن را توسعه دادند. طرز کار اين غشا بدين شکل است که اکسيژن دي اکسيد کربن از غشا عبور مي کند، در حالي که مونوکسيد کربن در آن سوي غشا باقي مي ماند. اعضاي اين تيم تحقيقاتي اعلام کرده اند که اين غشا نسبت به اکسيژن، صد درصد گزينش پذير است و فرايند جداسازي در دماهاي خيلي بالا، در حدود 990 درجه سلسيوس، انجام مي شود.
نکته  مهم در اين فرايند شرايطي است که بايد فراهم شود تا اکسيژن جداشده از دي اکسيد کربن تا زمان رسيدن به سوي ديگر غشا، در جريان باشد. براي تسهيل اين کار مي توان از خلأ استفاده کرد؛ اما استفاده از اين تکنيک و ايجاد خلأ انرژي بسيار زيادي لازم دارد. در اين شيوه جديد به جاي اين فرايند دشوار و پرهزينه از جرياني از سوخت، مانند هيدروژن يا متان استفاده مي شود. اين ترکيبات به راحتي اکسيد مي شوند و به تفاوت فشار در طرفين غشا به  منظور حرکت دادن اکسيژن نيازي ندارند. مونوکسيد کربن توليد شده در اين فرايند هم به تنهايي مي تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گيرد و هم مي توان آن را به صورت ترکيب شده با آب، هيدروژن يا مخلوطي از هردو درآورده و سوخت هيدروکربني مايع به دست آورد. از اين فرآورده همچنين مي توان در توليد مواد شيميايي مانند متانول، گازسنتز (گونه اي سوخت گازي که ترکيبي از هيدروژن، مونوکسيد کربن و دي اکسيد کربن است و عمدتا از گاز طبيعي، نفتا، زيست توده و زغال سنگ به دست مي آيد) و محصولاتي ديگر استفاده کرد.

اثرات زيست محيطي
گرماي مورد نياز براي اين فرايند از انرژي خورشيدي يا انرژي هدررفت  که گاه ممکن است از خود نيروگاه ها به دست آيد، تامين خواهد شد. به عبارت ديگر، اين فناوري اين امکان را فراهم مي کند که انرژي به شکل سوخت شيميايي ذخيره شود.
اين تکنيک خاص پتانسيل هاي فراواني دارد: از جمله اين که نه تنها مشکل نشر کربن را حل مي کند، بلکه روشي است که با توجه به توليد سوخت در مراحل پاياني، قادر است هزينه  انجام خود را تامين  کند. سازندگان اين فرايند پيشنهاد مي کنند که نيروگاه هاي برقي که از گاز طبيعي استفاده مي کنند، مي توانند به گونه اي از اين سيستم استفاده کنند که گاز مورد استفاده در دو جا استفاده شود: بخشي از گاز طبيعي براي توليد الکتريسيته سوزانده و دي اکسيد کربن توليد مي شود و بخش ديگري از آن منبع سوخت لازم براي جداسازي اکسيژن در غشا خواهد بود. در نهايت نيروگاه ها با استفاده از چنين طرحي، گاز سنتز را به عنوان درآمدي اضافه توليد خواهند کرد.
قدم بعدي اين پژوهش، بررسي بهترين راه براي افزايش سرعت عبور اکسيژن از غشا خواهد بود. تاکنون نيز تلاش هايي براي تبديل غشا به راکتور و جفت کردن راکتور با مکانيزم توليد سوخت صورت گرفته است.
اين فرايند تا حدي مشابه پروژه هاي جذب کربني است که در حال حاضر در سراسر جهان توسط گرو هاي مختلفي انجام مي شود. از آن جا که به نظر مي رسد علي رغم بحران هاي آب و هوايي و نگراني هاي زيست محيطي موجود همچنان ظرفيت ها براي کاهش نشر کربن  چندان قابل توجه نيست، بنابراين بايد تلاش کرد تا راه حل  هاي جايگزيني چون اين پروژه يافت و تا حد ممکن مشکل را از جاي ديگري حل کرد.

منبع: مجله دانش بنیان