تحويل CO2 في الجو إلى وقود

البيئة و التكنولوجيا: ابتكار جهاز جديد يمكن عبره تحويل CO2 في الجو إلى وقود!

يعتبر غاز ثاني أوكسيد الكربون CO2 المنطلق إلى الجو نتيجةً لعمليات حرق الوقود الأحفوري، القوة المحركة الأساسية لعمليات التغير المناخي حول العالم، و يتطلع الباحثون حول العالم لتطوير طرق جديدة لإنتاج الطاقة، تترك أقل أثر ممكن لغاز ثاني أوكسيد الكربون.

مؤخراً، تمكن مجموعة من الباحثون في جامعة جورجيا من إيجاد طريقة يمكن عبرها تحويل غاز CO2 المنطلق إلى الجو إلى منتج صناعي مفيد، و إن اكتشافهم هذا قد يقود مستقبلاً عملية توليد وقود حيوي يتم تصنيعه مباشرةً من غاز CO2 في الجو، حيث أن كميات غاز CO2 في الجو تعتبر السبب الأساسي في احتباس حرارة أشعة الشمس في الجو و التسبب بالاحتباس الحراري للكرة الأرضية.
يقول البروفيسور مايكل آدامز(المشرف المشارك في البحث بجامعة جورجيا و الأستاذ بقسم التقانة الحيوية) بمعرض حديثه عن البحث الجديد:”ما قمنا به بشكل أساسي، هو تصميم مركب عضوي ميكروي، يتفاعل مع غاز ثاني أوكسيد الكربون بنفس الطريقة التي تتفاعل النباتات معه، حيث يقوم هذا المركب بامتصاصه و إطلاق مركبات مفيدة”.
خلال عملية التخليق الضوئي (أو التركيب الضوئي Photosynthesis) تقوم النباتات باستخدام أشعة الشمس لتحويل الماء و غاز CO2 إلى سكر تستخدمه النباتات من أجل إنتاج الطاقة، بشكل مشابه لعملية حرق جسم الإنسان للسعرات الحرارية من الغذاء.

و إن السكر الناتج من عملية التخليق الضوئي يتم تخميره لإنتاج وقود حيوي مثل الإيثانول، و لكن المشكلة هي بصعوبة استخراج السكر، الذي يتم حفظه ضمن معقد جدار الخلية للنبات.
و الفكرة هنا من البحث، هي القيام بعملية مشابهة لما تقوم به النباتات، و لكن في الجو، و ليس ضمن أوساط خلوية، و بالتالي فإن الصعوبات المتعلقة باستخراج السكر لن تشكل أي معضلة.
و تم التوصل لطريقة لتنفيذ هذه العملية باستخدام مركب ميكروي يدعى Pyrococcus furiosus أو “Rushing Fireball” أي الكرة النارية السريعة، وهو مركب ينمو و يزدهر اعتماداً على كميات من الكربوهيدرات(مركبات كربونية) في أوساط ذات درجات حرارية عالية، و بالتلاعب بالصيغة الجينية لهذا المركب، تمكن آدامز و رفاقه من تخليق نمط جديد من هذا المركب، يستطيع أن يتغذى ضمن درجات حرارة أقل بكثير.

بعد ذلك، استخدم الفريق غاز الهيدروجين من أجل تحفيز تفاعل كيميائي في المركب الميكروي يدمج غاز CO2 من أجل إنتاج حمض الهيدروكسي-بروبونيك (hydroxypropionic acid) و هو مركب كيميائي صناعي معروف يستخدم بشكل أساسي لإنتاج الأكريليك.
و بإجراء تعديلات وراثية أخرى على النمط الجديد من مركب P.furiosus، سيتمكن آدامز و رفاقه من تخليق أنماط أخرى قادرة على توليد مجال واسع من المركبات الكيميائية المفيدة، مثل الوقود، اعتماداً على غاز ثاني أوكسيد الكربون.
و عندما يتم حرق الوقود المنتج من مركب P.furiosus، فهو سيطلق نفس كمية غاز CO2 التي استخدمت من أجل صناعة الوقود! مما يجعل نظام حيادي بالنسبة للكربون! و سيجعله حتماً بديل أكثر نظافة من الناحية البيئية من الغازولين و الفحم و النفط.

يلخص مايكل آدامز نتيجة البحث بقوله :” هذه خطوة مهمة أولى تحمل آمال كبيرة كطريقة فعالة و نظيفة لإنتاج الوقود، و في المستقبل فإننا سنقوم بصقل هذه الطريقة و البدء بتجربتها على مقاييس أكبر”.

ترجمة: ماريو رحال

المصدر:
http://phys.org/news/2013-03-discovery-scientists-fuel-co2-atmosphere.html