توانایی خارق العاده یک برگ مصنوعی در جذب سریع دی اکسید کربن - وبلاگ وردپرس

به گزارش وبلاگ وردپرس، پژوهشگران آمریکایی، نوعی برگ مصنوعی ابداع نموده اند که می تواند دی اکسید کربن را با سرعتی 100 برابر سرعت فناوری های کنونی جذب کند.

به گزارش وبلاگ وردپرس و به نقل از نیو اطلس، بازسازی فرآیند طبیعی فتوسنتز که گیاهان طی آن، نور خورشید، آب و دی اکسید کربن را به انرژی تبدیل می نمایند، هدفی است که علم مدت هاست آن را دنبال می نماید. سیستم هایی که اغلب به عنوان برگ مصنوعی توصیف می شوند، می توانند نقشی کلیدی را در مقابله با تغییرات آب و هوایی ایفا نمایند. گروهی از مهندسان به تازگی سیستمی ارائه داده اند که دی اکسید کربن را با سرعتی 100 برابر سرعت فناوری های کنونی جذب می نماید.

طی سال های اخیر، تعداد زیادی از انواع برگ مصنوعی ابداع شده اند که از نور خورشید برای تبدیل کردن آب به سوخت مایع و الکتریسیته استفاده می نمایند. یک نمونه جالب، کار مهندسان دانشگاه ایلینوی در شیکاگو (UIC) در سال 2019 است. این نمونه، یک طراحی منحصر به فرد داشت که به گفته سازندگان، آن را برای استفاده در دنیا واقعی مناسب می نماید؛ برخلاف سایر راه چاره های آزمایشگاهی که فقط می توانند با دی اکسید کربن مخازن تحت فشار کار نمایند.

نمونه ای که در این پژوهش ارائه شد، شامل یک واحد استاندارد فتوسنتز مصنوعی بود و در یک کپسول شفاف پر از آب قرار داشت و بعلاوه، دارای یک لایه بیرونی نیمه تراوا بود. با برخورد نور خورشید به دستگاه، آب به وسیله منافذ لایه بیرونی تبخیر می شد و دی اکسید کربن جای آن را می گرفت؛ جایی که واحد داخل آن به مونوکسید کربن تبدیل می شد.

اکنون دانشمندان به وسیله بعضی تغییرات کلیدی در طراحی، عملکرد خود را به مراحل جدیدی رسانده اند. آنها از مواد مقرون به صرفه قیمت برای ادغام یک غشای باردار الکتریکی استفاده نموده اند که دو قسمت خشک و مرطوب را در بر دارد. در قسمت خشک، یک حلال آلی به دی اکسید کربن جذب شده می چسبد و آن را به بی کربنات غلیظ تبدیل می نماید که روی غشا جمع می گردد.

یک الکترود با بار مثبت که در سمت مرطوب واقع شده است، بی کربنات را به سوی غشا و محلول آبکی جذب می نماید تا برای فراوری سوخت یا کاربردهای دیگر به دی اکسید کربن تبدیل گردد. تغییر بار الکتریکی می تواند سرعت جذب کربن را افزایش یا کاهش دهد.

مینش سینگ (Meenesh Singh)، دانشیار مهندسی شیمی دانشگاه ایلینوی در شیکاگو و از پژوهشگران این پروژه گفت: سیستم برگ مصنوعی ما را می توان بیرون از آزمایشگاه و در جایی مستقر کرد که به علت بالا بودن اندازه جذب کربن، هزینه نسبتا کم و انرژی متوسطی را احتیاج دارد و می تواند نقش مهمی را در کاهش گازهای گلخانه ای ایفا نماید.

این دستگاه آنقدر کوچک است که می توان آن را در یک کوله پشتی قرار داد و بعلاوه، ماژولار است. این بدان معناست که می توان چندین واحد را روی هم قرار داد تا دستگاه هایی مناسب برای تنظیمات گوناگون ساخته شوند.

این پژوهش، در مجله Energy & Environmental Science به چاپ رسید.