فرارو-دهه‌ها فتوسنتز در طبیعت، همراه با گرما و فشار شدید ناشی از فعالیت‌های زمین‌شناسی، منجر به تشکیل زنجیره‌های هیدروکربنی طولانی شده است که منبع اصلی سوخت‌های فسیلی هستند.
به گزارش فرارو، میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا کربن اضافی از جو حذف شود، اما پیشرفت‌های شیمی امروزه می‌تواند به ما کمک کند بخشی از مشکل را در یک چشم به هم زدن حل کنیم. آخرین پیشرفت دانشمندان در این زمینه ساخت کاتالیزور جدیدی است که می تواند مولکول های کربن با زنجیره کوتاه تولید شده از دی اکسید کربن را سریعتر از روش های قبلی به سوخت تبدیل کند.
این فناوری که توسط مهندسان شیمی دانشگاه استنفورد ابداع شده است، ضایعات CO2 و دوز مناسب هیدروژن را به زنجیره‌هایی از اتان، پروپان و حتی بوتان تبدیل می‌کند، همه مولکول‌هایی که می‌توانند به عنوان منبع سوخت عمل کنند. ماتئو کارگنلو، مهندس شیمی در دانشگاه استنفورد، گفت: ما واقعاً می‌توانیم سوخت نیز بسازیم. در سال‌های اخیر، هیچ تلاشی برای یافتن راه‌های اقتصادی برای استخراج مواد از هوا و تبدیل آنها به چیزی که مردم مایل به خرج کردن آن هستند، مانند سوخت یا مواد مصنوعی مانند پلاستیک، صورت نگرفته است. هدف این است که بتوانیم مقادیر زیادی کربن را که هر ساله وارد جو می شود به چیزی مفید تبدیل کنیم.
کارگنلو گفت: “ما به طولانی ترین هیدروکربن های زنجیره ای نیاز داریم تا کربن بیشتری را جذب کنیم. زنجیره هایی با 8 تا 12 اتم کربن برای این کار عالی هستند.” فناوری های فعلی برای رسیدن به این هدف کار می کنند. هرچه زنجیر طولانی‌تر باشد، گرما و فشار بیشتری مورد نیاز است و فرآیند کارآمدتر و گران‌تر می‌شود. کارگنلو و تیمش تحقیقات خود را بر روی پلیمرهای آلی متمرکز کردند، موادی که می‌توان آنها را متناسب با نوع ساختار مورد نیاز برای به حداکثر رساندن واکنش‌پذیری دی اکسید کربن و هیدروژن در زنجیره اندازه‌گیری کرد.
ترکیب پلیمرهای آلی با یک فلز کاتالیزوری موثر (روتنیوم با اکسید تیتانیوم) این فرآیند را تسریع می کند. محققان همچنین می توانند با مدل سازی ساختارهای منافذ پلیمری عملکرد را بهبود بخشند. میزان تولید زنجیره چهار کربنه بوتان با پوشش کاتالیزور با نوع خاصی از پلیمر آلی متخلخل که مقدار زیادی است 1000 برابر افزایش می یابد. چنگ شوانگژو، مهندس شیمی و کاندیدای دکترا در آزمایشگاه کارنلو، می‌گوید: «یک کاتالیزور بدون پوشش سطح خود را با هیدروژن بیش از حد پوشانده و توانایی کربن را برای یافتن کربن‌های دیگر برای پیوند محدود می‌کند».
پلیمر متخلخل نسبت کربن به هیدروژن را کنترل می کند و به ما امکان می دهد با استفاده از واکنش های مشابه زنجیره های کربنی طولانی تری ایجاد کنیم. در حالت ایده‌آل، هر کربنی که می‌توانیم از اتمسفر دریافت کنیم، باید برای همیشه محبوس شود. سوخت‌های غیر کربنی می‌توانند به پرداخت چنین فناوری‌هایی کمک کنند. در این فرآیند مرحله تولید بوتان بیشتر که احتمال تبخیر سریع آن در دمای اتاق و نشت آن مانند زنجیرهای کوچکتر به اتمسفر بیشتر است بسیار مهم است.
با تلاش بیشتر دانشمندان، این نوع فرآیند شیمیایی می تواند اشکال پایدارتری از هیدروکربن تولید کند که می تواند در ساختارهای پایدارتر گنجانده شود. راه حل های طبیعی برای استخراج کربن و بسته بندی در مواد بیولوژیکی همیشه در اولویت خواهند بود. هیچ چیز بهتر از محبوس کردن CO2 در گیاهان نیست، اما اگر بتواند به ما کمک کند زودتر از اتکای خود به سوخت های فسیلی خلاص شویم، راه حلی است که باید دنبال شود.
منبع: Sciencealert
