تكنولوجيا واعدة لإنتاج الوقود من الهواء

يشكل تراكم غاز ثاني اكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض مشكله بيئيه معقده، حيث ادي ذلك الي احداث تغيرات واضحه في النظام المناخي علي سطح الأرض، وتشير الدراسات المناخيه الي ان تركيز هذا الغاز في ازدياد مستمر حيث تجاوز مؤخرا 400 جزء من المليون.

لقد سعي كثير من العلماء والباحثين الي ايجاد حلول ناجحه للحد من تراكم الغاز الكربوني في جو الأرض، ومنها ايجاد طرق لدفنه في باطن الارض، وتطوير تقنيات لتوليد طاقه صديقه للبيئه لا تتسبب بانبعاث هذا الغاز المسبب الرئيس لظاهرة الاحتباس الحراري، كما سعي فريق اخر من الباحثين الي الاستفاده من هذا الغاز وتحويله الي وقود يمكن الاستفاده منه لانتاج الطاقه وتشغيل وسائط النقل.

ومؤخرا اعلن فريق من الباحثين من جامعه "ستانفورد" في ولايه كاليفورنيا الاميركيه عن تمكنهم من انتاج وقود الميثانول من غاز ثاني اكسيد الكربون، وذلك بالاستعانه بمحفز كيميائي

(Catalyst) واعد، استطاع اختزال الغاز الكربوني الي الميثانول تحت ضغط عادي، وذلك بعد ان تم اختبار عدد كبير من المحفزات، حيث تبين ان احد المحفزات والذي يتكون من النيكل والجاليوم اثبت قدره متميزه وكفاءه جيده علي اجراء عمليه الاختزال لغاز ثاني اكسيد الكربون.

وحول المحفز الكيميائي المستخدم، بين الباحث "ينس نورشكوف" من جامعه "ستانفورد" ان مركب Ni5Ga3 استطاع انتاج كميه اكبر من الميثانول مقارنه بالانواع التقليديه من المحفزات وتحت ضغط طبيعي، وفي هذه العمليه جري اختزال غاز ثاني اكسيد الكربون واستخدام غاز الهيدروجين المنتج بواسطه الطاقه الشمسيه لتصنيع الميثانول الذي يعد من مصادر الطاقه المتجدده ويستخدم كوقود في خلايا الوقود لانتاج الطاقه الكهربائيه.

كذلك فقد سعي فريق من الباحثين من جامعه "الينوي" في شيكاغو الي ايجاد طريقه لتحويل ثاني اكسيد الكربون والماء الي وقود، حيث طوروا نوعين جديدين من المحفزات لتسهيل عمليه التحويل والتي كانت تتطلب في العاده مقادير كبيره من الطاقه وتكون غير مجديه اقتصاديا ويصعب تطبيقها بشكل تجاري.

وحسب ما صرح به فريق البحث، فان المحفزين الجديدين استطاعا تحويل ثاني اكسيد الكربون الي اول اكسيد الكربون ومن ثم تم تحويل المركب الاخير الي جازولين ومركبات كيميائيه اخري، علما بان احد المحفزين يتكون من الفضه غاليه الثمن، اما الثاني فهو عباره عن الياف من الكربون، وحسب ما اعلنه بروفيسور الهندسه الميكانيكيه "امين صالحي" في جامعه "الينوي" فانه يستلزم اجراء مزيد من الابحاث والتجارب لتطوير هذه الطريقه بحيث يمكن تطبيقها علي نطاق تجاري.

من جهه اخري اعلنت شركه "ايميتيك" الالمانيه عن تمكنها من انتاج وقود الجازولين بتفاعل غاز ثاني اكسيد الكربون مع الهيدروجين، وقد قدمت الشركه طلبا للحصول علي براءه اختراع تمهيدا لاقامه مشروع خاص بها لانتاج الوقود علي نطاق تجاري.

وبينت الشركه ان عمليه الانتاج تتم علي اكثر من مرحله، حيث يتم انتاج الميثانول السائل في البدايه، والذي يعتبر ماده اوليه لانتاج انواع اخري من الوقود بما فيها الجازولين المستخدم في السيارات، اما الهيدروجين الذي سوف تستخدمه شركه "ايميتيك" فسوف يتم انتاجه من مصادر الطاقه المتجدده، كالطاقه الناتجه من الرياح التي يتم توليدها بواسطه مراوح منصوبه في البحار والمحيطات، اما الغاز الكربوني فان الشركه تسعي حاليا للتعاون مع بعض الشركات التي تلتقط هذا الغاز وتخزنه في اعماق الارض بهدف التخلص منه ومنع وصوله الي الغلاف الجوي، كما هو الحال في ولايتي "براندنبورغ" و "ساكسونيا-انهالت" اللتين تقعان في شمالي شرقي المانيا.

ان تقنيه معالجه الغازات بغيه انتاج الوقود تعتمد علي سلسله من التفاعلات الكيميائيه، تبدا بتحويل ثاني اكسيد الكربون الي اول اكسيد الكربون والذي يتفاعل مع الهيدروجين الذي يتم الحصول عليه من الماء بهدف الحصول علي هيدروكربونات سائله، وهذه الطريقه الكيميائيه تعتمد اساسا علي عمليه " فيشر-تروبش" التي تعود الي عام 1925، وقد طورها العالمان الالمانيان "فرانز فيشر" و"هانز تروبش".

وقد استعملت عده شركات عالميه هذه الطريقه لانتاج غاز الاصطناع منذ القرن الماضي، ومنها شركه "ساسول" للطاقه في جنوب افريقيا والتي تنتج جازولين السيارات والديزل من غاز الاصطناع الذي يتم الحصول عليه من الفحم، حيث يحول في البدايه الي فحم الكوك وتستخلص منه السوائل الطياره والقطران ثم يسخن مع بخار الماء لانتاج "غاز الماء" الذي يعالج كيميائيا بوجود عوامل مساعده لانتاج الجازولين وزيت الوقود وبعض المركبات الهيدروكربونيه الثقيله.

واجه استخدام المحاصيل الزراعيه كالذره وقصب السكر وغيرهما لانتاج وقود الايثانول، انتقادات حاده نظرا لان انتاج هذا الوقود يكون علي حساب سله الغذاء لملايين الاشخاص وخصوصا في الدول الناميه، كما ان زراعه هذه المحاصيل لغايات استخراج الوقود الحيوي منها يتسبب في استهلاك كميات كبيره من المياه والمخصبات وايضا مساحات زراعيه شاسعه، علما بان الولايات المتحده الاميركيه تتصدر دول العالم في انتاج الايثانول من المحاصيل الزراعيه وخصوصا الذره تليها البرازيل.

وتعد طريقه اختزال الغاز الكربوني لانتاج بعض انواع الوقود الهيدروكربوني، من الطرق الواعده لتقليل الاعتماد علي المحاصيل الزراعيه لانتاج الوقود الحيوي، كما انها تسهم في الحد من انبعاث غاز ثاني اكسيد الكربون الضار بالبيئه.