محاكاةً للطبيعة.. “زهرة كيميائية” تحوّل ثاني أوكسيد الكربون إلى وقود صناعي ثمين

سولارابيك، الولايات المتحدة الأمريكية- 17 يونيو 2025: ابتكر فريق من الكيميائيين في مختبر بروكهافن الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية عاملاً محفزاً فريداً، مستوحى من عملية التركيب الضوئي في النباتات، يقوم بتحويل غاز ثاني أوكسيد الكربون إلى مادة الفورمات الكيميائية القيمة. تعتمد هذه التقنية الواعدة على الضوء والبروتونات والإلكترونات فقط، لتقدم حلاً ممكناً لمعضلة المستويات التاريخية لثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي، عبر تحويل هذا الغاز الوفير والرخيص إلى مركب يدخل في صناعة الوقود والمستحضرات الصيدلانية.

آلية عمل مستوحاة من التركيب الضوئي

يستلهم العامل المحفز الجديد، القائم على فلز الروثينيوم، فكرة عمله من الطبيعة، حيث يستخدم طاقة الضوء لتحفيز عملية نقل الإلكترونات والبروتونات، ما يؤدي إلى تخزين الطاقة الشمسية ضمن روابط كيميائية. يشرح ساي بونيت ديساي، المؤلف الرئيسي للدراسة، الفكرة بقوله: “نحن نأخذ شيئاً رخيصاً ووفيراً مثل ثاني أوكسيد الكربون ونضيف إليه الإلكترونات والبروتونات لتحويله إلى شيء مفيد”. ولتجاوز المشكلات التقليدية في مثل هذه التفاعلات، والتي تتضمن ارتباط ثاني أوكسيد الكربون مباشرة بالفلز وتدهور العامل المحفز، صمم الفريق العامل المحفز على هيئة “زهرة”. وتوضح أندريسا مولر، المؤلفة المشاركة، هذا التصميم المبتكر قائلة: “العامل المحفز يشبه الزهرة: الفلز هو مركز الزهرة والبتلات هي الربيطات (ligands)”. وبهذه الطريقة، تحدث الكيمياء المطلوبة عند هذه “البتلات” المحيطة بالمركز الفلزي بدلاً من المركز نفسه، ما يمنع التفاعلات الجانبية غير المرغوبة.

انتقائية عالية وأفق مستدام

يضمن هذا التصميم القائم على الربيطات إنتاجاً انتقائياً وعالي الدقة لمادة الفورمات (HCO2−​) وحدها، دون تكوين أي منتجات ثانوية منافسة كالهيدروجين أو أول أكسيد الكربون، والتي يتطلب إنتاجها تفاعلاً مباشراً مع المركز الفلزي. يؤكد خافيير كونسيبسيون، قائد مجموعة التركيب الضوئي الاصطناعي بالمختبر، هذه الميزة بقوله: “هذه الآلية انتقائية للغاية؛ يتم إنتاج الفورمات فقط”. ويفتح هذا النهج الباب أمام مستقبل أكثر استدامة، إذ أن الكيمياء التي تحدث على الربيطات تتيح إمكانية استبدال الفلز المركزي ببدائل أخرى. فقد أثبتت الاستراتيجية نفسها نجاحها عند استخدام الحديد، وهو فلز أكثر وفرة وأقل تكلفة بكثير من الروثينيوم. ويختتم كونسيبسيون بالإشارة إلى أن هدفهم هو “التحرك نحو استخدام الفلزات المتوفرة بكثرة في الأرض. ولا يوجد ما هو أكثر وفرة من الحديد”.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…

نتمنى لكم يوماً مشمساً!

المصدر: bnl

The post محاكاةً للطبيعة.. “زهرة كيميائية” تحوّل ثاني أوكسيد الكربون إلى وقود صناعي ثمين appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود