ابتكر باحثون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي مادة مسحوقية جديدة قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بكفاءة عالية.
هذه المادة، المعروفة باسم COF-999، والتي هي اختصار لعبارة "الأطر العضوية التساهمية" (Covalent Organic Frameworks)، تستطيع امتصاص 44 رطلا (20 كغ) من ثاني أكسيد الكربون، وهو ما تمتصه شجرة واحدة في عام.
تقنية التقاط ثاني أكسيد الكربون
لقد تم استخدام هذه المادة في مصانع DAC (Direct Air Capture)، وهي منشآت تستخدم تقنية لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء مباشرة. تهدف هذه التقنية إلى تقليل تركيزات أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يسهم في مواجهة التغير المناخي.
تعمل مصانع DAC عن طريق سحب الهواء المحيط بواسطة مراوح أو أنظمة مخصصة، ثم تمرير الهواء عبر مواد كيميائية أو فلاتر تمتص ثاني أكسيد الكربون. بعد امتصاص الغاز، يتم معالجة المواد لتحريره، مما يتيح تخزينه أو استخدامه في تطبيقات مختلفة.
كيف تعمل مادة COF-999؟
تحتوي COF-999 على مسام خاصة تسمح لها بالالتصاق بجزيئات ثاني أكسيد الكربون. عند مرور الهواء عبرها، تلتقط المادة أكسيد الكربون بكفاءة ودون الحاجة إلى تسخينها، مما يجعلها أفضل من الطرق السابقة.
يمكن إعادة استخدامها أكثر من 100 مرة، وتلتقط ثاني أكسيد الكربون أسرع بعشر مرات من المواد الأخرى. بعد الامتصاص، يمكن تسخين المادة لعزل وتحرير أكسيد الكربون، لتخزينه تحت الأرض أو استخدامه في تصنيع مواد مثل الخرسانة والبلاستيك.
التحديات والتوقعات المستقبلية
توجد بالفعل محطات DAC أو قيد العمل في جميع أنحاء العالم، لكنها مكلفة وتستهلك الكثير من الطاقة. وفقا للمنتدى الاقتصادي العالمي، تتكلف هذه المحطات حاليا ما بين 600 إلى 1000 دولار لإزالة طن واحد من ثاني أكسيد الكربون من الهواء. يجب أن ينخفض هذا الرقم إلى أقل من 200 دولار حتى يتم اعتماد التكنولوجيا على نطاق واسع.
COF-999 بحاجة إلى المزيد من الاختبارات والتحسينات قبل أن تصبح شائعة الاستخدام. وفقا لعمر ياغي، مخترع COFs وأستاذ الكيمياء في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، قد يستغرق ذلك حوالي عامين.
يمكن تحسين المادة لالتقاط المزيد من ثاني أكسيد الكربون والتعامل مع المزيد من دورات الالتقاط قبل أن تتحلل. كما أن ياغي غير متأكد من تكلفة إنتاج COF-999 حتى الآن.
حاليا، لا نلتقط سوى 0.01 ميجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا في جميع أنحاء العالم، وهو جزء صغير من 85 ميجا طن نحتاج إلى إزالتها سنويا بحلول عام 2030.
وتشير تقديرات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إلى أننا نحتاج إلى إزالة ما يصل إلى 10 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا بحلول عام 2050 لتحقيق صافي انبعاثات صفر.
LF