ابتكار غشاء لاستخراج ثاني أكسيد الكربون "الأخضر" من الهواء

قام علماء المواد من المملكة المتحدة ونيوزيلندا بتطوير نظير غشاء الخلية الاصطناعية. يمكن لهذا الابتكار التقاط ونقل جزيئات ثاني أكسيد الكربون (CO2) باستخدام بخار الماء كمصدر للطاقة. وذكر المكتب الإعلامي لجامعة نيوكاسل البريطانية أن هذا الغشاء سيخفض تكلفة استخلاص ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية.

ويقول الباحث جريج ماتش من الجامعة: "لقد أنشأنا أول غشاء صناعي قادر على التقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون من الهواء وزيادة تركيزها دون استخدام مصادر الطاقة التقليدية، مثل الحرارة أو الضغط. وبناء على ذلك يمكن تشبيهها بطاحونة مائية فقط، حيث نستخدم الماء لاستخراج ثاني أكسيد الكربون".

هيكل الغشاء المبتكر

يحاكي هذا الغشاء الجديد بنية أغشية الخلايا الحية. يتكون من طبقتين من جزيئات الدهون التي تسمح بشكل انتقائي للمواد المختلفة بالمرور عبرها. عادةً، تقوم الخلايا بنقل الجزيئات عن طريق ضخ نوع واحد منها واستيعاب نوع آخر، مع الاستفادة من اختلافات التركيز داخل الخلايا وخارجها.

واكتشف الباحثون أن خليطاً من ثلاثة كربونات معدنية قلوية - الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم - يظهر خصائص مماثلة. وعندما ينصهر هذا الخليط يصبح مادة تمرر بخار الماء بشكل فعال في اتجاه واحد. ويستخدم الطاقة الممتصة لالتقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس.

الاختبار والكفاءة

وبعد فحص خصائص هذا الخليط على نطاق واسع، اختاروا بنية الغشاء الأمثل عبر تركيزات مختلفة. ولاختبار كفاءته، قاموا بمحاكاة العادم الصناعي الذي يحتوي على ٥٠٪ من ثاني أكسيد الكربون وتمريره عبر الغشاء. وأظهرت النتائج أن الغشاء يستخرج ثاني أكسيد الكربون بكفاءة مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة وبسرعة قياسية.

وكشفت تجارب أخرى أن مرور الهواء العادي عبر هذا الغشاء يمكن أن يخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون إلى النصف. تشير هذه النتيجة إلى تطبيقات محتملة لتقليل تكاليف الطاقة في المشاريع التي تهدف إلى التخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون.

يمكن للنهج المبتكر للباحثين أن يؤثر بشكل كبير على الجهود المبذولة لمكافحة تغير المناخ من خلال توفير طريقة فعالة من حيث التكلفة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية والهواء المحيط.