با تلاش شیمی‌دانان؛

بازتولید گاز گلخانه‌ای، تولیدات صنعتی را بهبود می‌بخشد

شیمی‌دانان مواد جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به صورت انتخابی کربن‌دی‌اکسید را از گاز‌های زائد صنعتی جدا کند.

کد خبر: ۸۸۴۶۲۴

پنجشنبه - ۰۱ آبان ۱۳۹۹ / October 22, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو؛ شیمی‎‌دانان دانشگاه بایرویت آلمان، ماده‌ای ساخته‌اند که می‌تواند سهم مهمی در حفاظت از آب و هوا و تولید صنعتی پایدار داشته باشد. با این ماده، گاز گلخانه‌ای کربن‌دی‌اکسید را می‌توان به طور ویژه از گاز‌های زائد صنعتی، گاز طبیعی و بیوگاز جدا کرده و آن را برای بازیافت در دسترس قرار داد. فرآیند جداسازی از نظر وقت و هزینه مقرون به صرفه است.

کاهش میزان گاز‌های گلخانه‌ای نیازمند فناوری‌های نوآورانه است که می‌تواند کربن‌دی‌اکسید را از گاز‌های زائد و سایر مخلوط‌های گازی جدا و حفظ کند، به طوری که از انتشار آن در جو جلوگیری شود. ماده‌ای که در این دانشگاه ساخته شده است، دارای یک مزیت اساسی نسبت به فرآیند‌های جداسازی قبلی است و قادر به حذف کامل کربن‌دی‌اکسید از مخلوط‌های گازی بدون اتصالات شیمیایی کربن‌دی‌اکسید است.

این مخلوط‌های گازی می‌توانند گاز‌های زائد صنعتی، گاز‌های طبیعی یا حتی بیوگاز‌ها باشند. در تمام این موارد، کربن‌دی‌اکسید فقط به دلیل برهمکنش‌های فیزیکی در حفره‌های ماده جمع می‌شود. سپس بدون صرف انرژی می‌تواند از این حفره‌ها خارج شده تا مجددا برای تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد. بنابراین، فرآیند جداسازی، با معنای شیمیایی و اصول فیزیکی پیش می‌رود. این ماده جدید را می‌توان شبیه به یک مخزن ذخیره‌سازی جادار دانست و آن را بدون صرف انرژی از کربن‌دی‌اکسید خالی کرد. در آزمایشگاه‌های بایرویت، این ماده به گونه‌ای طراحی شده که تنها کربن‌دی‌اکسید را از بین مخلوط‌های گازی جدا می‌کند.

مارتین ریتس، نویسنده اصلی این مقاله گفت: «گروه تحقیقاتی ما موفق شدند ماده‌ای طراحی کنند که همزمان دو کار کامل را با هم انجام می‌دهند. از یک طرف، واکنش‌های فیزیکی با کربن‌دی‌اکسید به قدری قوی است که این گاز گلخانه‌ای را از مخلط گازی جدا و حفظ کند. از طرف دیگر، اجازه آزاد سازی کربن‌دی‌اکسید را با مقدار کم انرژی فراهم می‌کند.»

ماده جدید ترکیبی غیرآلی-آلی است. اساس شیمیایی آن مواد معدنی رسی است که از صد‌ها صفحه کوچک شیشه‌ای جداگانه تشکیل شده است. ضخامت این صفحات تنها یک نانومتر است و هر صفحه بالای صفحه دیگر قرار گرفته است. شکل و خواص شیمیایی آن‌ها به گونه‌ای انتخاب شده است که فضا‌های خالی ایجاد شده بطور بهینه کربن‌دی‌اکسید را جمع آوری می‌کند. فقط مولکول‌های کربن‌دی‌اکسید می‌توانند به سیستم متخلخل نفوذ کرده و آنجا حفظ شوند. در مقابل، متان، نیتروژن و دیگر گاز‌های خروجی با توجه به اندازه‌های مولکولی خود در خارج از سیستم باقی می‌مانند. محققان از این ماده به اصطلاح غربال کننده خود، برای افزایش جداسازی انتخابی کربن دی‌اکسید استفاده کردند. آن‌ها در حال حاضر در حال توسعه سیستم غشایی مبتنی بر مواد معدنی رسی هستند که برای امکان جداسازی مداوم، انتخابی و کم مصرف کربن‌دی‌اکسید از مخلوط‌های گازی طراحی شده است.

تولید یک ماده ترکیبی برای جداسازی و تامین کربن‌دی‌اکسید به لطف آزمایشگاه‌های بایرویت راه اندازی شده وامکان تعیین دقیق مقدار گاز‌های جذب شده و میزان انتخاب مواد جذب شده را فراهم می‌کند. این امر باعث می‌شود که فرآیند‌های صنعتی بتوانند به صورت واقعی بازتولید شوند.