غشاء يستخرج ثاني أكسيد الكربون من الهواء

صمّم علماء المواد البريطانيون والنيوزيلنديون نظيرا لغشاء الخلية البيولوجية يمكنه التقاط وتمرير جزيئات ثاني أكسيد الكربون عبر نفسه، باستخدام بخار الماء كمصدر للطاقة.

وسيقلل هذا الغشاء بشكل كبير من تكلفة استخلاص ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية.

ويقول الباحث غريغ ماتش من جامعة نيوكاسل البريطانية: "لقد ابتكرنا أول غشاء اصطناعي قادر على التقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون من الهواء وزيادة تركيزها من دون استخدام مصادر الطاقة التقليدية، مثل الحرارة أو الضغط. واستنادا إلى ذلك، يمكن مقارنته بمطحنة مائية فقط، ونحن نستخدم الماء لسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء".

ووفقا له، الغشاء عبارة عن مادة مركبة تشبه في تركيبها أغشية الخلايا الحية. ويتكون من طبقتين من جزيئات الدهون التي تسمح بشكل انتقائي بمرور مواد مختلفة عبرها. يحدث هذا النقل في معظم الحالات لأن الخلايا تضخ بنشاط نوعا واحدا من الجزيئات وتسحب مادة أخرى بدلا من ذلك، مستفيدة من الاختلاف في تركيز هذه المركبات داخل الخلايا وفي الوسط المحيط.

كذلك، يشير المبتكرون إلى أن لخليط كربونات ثلاثة معادن قلوية (الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم) خصائص مماثلة، حيث يتحول مزيجها في الحالة المنصهرة إلى مادة تمرر بخار الماء بشكل فعال في اتجاه واحد وتستخدم الطاقة المتحصل عليها من امتصاصها لامتصاص جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس.

وبعد أن درس الباحثون خصائص هذا الخليط بالتفصيل، اختاروا بنية الغشاء في نطاق واسع من التركيزات. ولاختبار كفاءة البنية المختارة، أعدوا نموذجا للعادم الصناعي، يتكون نصفه من ثاني أكسيد الكربون لتمريره عبر الغشاء.

وأظهرت النتائج أن الغشاء يستخرج ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال من غاز العادم التماثلي بأقل استهلاك للطاقة وبسرعة عالية قياسية. واتضح للباحثين من نتائج التجارب اللاحقة، أن تمرير الهواء العادي عبر هذا الغشاء يمكن أن يقلل تركيز ثاني أكسيد الكربون بمقدار النصف، أي يمكن استخدامه لتقليل تكاليف الطاقة في مشاريع مختلفة لإزالة ثاني أكسيد الكربون التي تهدف إلى إبطاء ظاهرة الاحتباس الحراري.