حلول احتجاز وتحويل CO2 باستخدام أمينات كمواد ماصة
تقدم الأبحاث الحديثة حلولاً واعدة ومتنوعة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عبر احتجاز ثاني أكسيد الكربون واستخدامه لإنتاج مركبات قيمة أو وقود مستدام.
تشير تقارير تقنية إلى أن بعض الحلول المقترحة لتحويل CO2 إلى مركبات يمكن استخدامها كوقود أو مواد صناعية أظهرت نتائج واعدة، لكنها غالباً تحتاج إلى خطوة تنقية إضافية بعد التقاط CO2، ما يقلل من كفاءة الأجهزة ويرفع التكاليف.
وتوجد طريقة بديلة تعرف بالاحتجاز التفاعلي لثاني أكسيد الكربون، التي تجمع بين التقاط CO2 وتحويله مباشرةً إلى مركبات مرغوبة عبر تفاعل كهروكيميائي، مستخدمة مركبات أمينية تحتوي على النيتروجين كمواد ماصة.
أجرى باحثون من جامعة RMIT وجامعة أوكلاند ومعاهد أخرى دراسة لتقييم كفاءة مواد امتصاص أمينية في التقاط CO2 التفاعلي، ونشرت نتائجهم في Nature Energy، حيث ظهر أن البيبيرازين الأميني الدائري يتفوق على أمينات أخرى في كفاءة التقاط CO2 التفاعلي.
ولدى الباحثين تأكيد بأن تحويل CO2 إلى منتجات قيمة يمثل مساراً واعداً لخفض الانبعاثات في القطاعات الصناعية، إلا أن الطرق التقليدية بما فيها التحليل الكهربائي المتسلسل لثاني أكسيد الكربون والتفاعل العكسي للماء مع الغاز، تتطلب تنقية كثيفة الطاقة ما يحد من كفاءة النظام ويفرض تكاليف أعلى، بينما تواجه تقنيات الاحتجاز التفاعلي تحديات في تصميم مكونات تتيح تجديداً كهروكيميائياً فعالاً دون المساس بالأداء التحفيزي.
ووجد الباحثون أن البيبيرازين كان الأكثر فعالية لالتقاط CO2 التفاعلي، وهو ما أدى إلى تحقيق إحدى أعلى كفاءات استخدام الطاقة المبلغ عنها حتى الآن، مع الإشارة إلى أن البيبيرازين يمكن أن يتجدد تلقائيًا، وهو ما يقلل من النفايات والتكاليف المرتبطة بالاحتجاز التفاعلي ويمكن أن يلهم فرقاً بحثية أخرى لاستكشاف إمكاناته في التقاط CO2 وتحويله مباشرةً إلى منتجات مفيدة في المختبرات أو في تطبيقات العالم الحقيقي، بما قد يسهم في نشر أجهزة احتجاز CO2 التفاعلي على نطاق واسع في المستقبل.
