أكسيد الكربون والماء يتحولان لوقود سائل بسبب ضوء الشمس في السيارات المستقبلية

24 أيار ، 2023 11:05 ص
أكسيد الكربون والماء يتحولان لوقود سائل بسبب ضوء الشمس في السيارات المستقبلية
Advertisement

توصف السيارات الكهربائية بأنها مستقبل المركبات صفرية الانبعاثات الكربونية، ولكن يبدو أنه سيمكن تشغيل سيارات صديقة للبيئة في نهاية المطاف على ضوء الشمس، بحسب ما نشرته "ديلي ميل" البريطانية نقلًا عن دورية Nature Energy.

ابتكر الباحثون "ورقة نبات اصطناعية" تستخدم ضوء الشمس لتحويل المياه وثاني أكسيد الكربون إلى وقود منخفض الانبعاثات - الإيثانول والبروبانول. تحاكي ورقة النبات الاصطناعية عملية التمثيل الضوئي، وهي العملية الشهيرة التي تستخدمها النباتات لتوليد طاقتها.

في المختبر، قام باحثون من جامعة كامبريدج بغمر الورقة في الماء المشبع بثاني أكسيد الكربون قبل تسليط الضوء عليها لتحفيز التفاعل وإنتاج الوقود الأخضر. إنتاج الوقود أثناء التنقل ولكن في المستقبل، يمكن تصنيع سيارات توظف نفس التقنية لأخذ ضوء الشمس المحيط وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في الهواء وإنتاج الوقود أثناء التنقل. 

قال الباحث الدكتور موتيار رحمان: "إن تسليط ضوء الشمس على الأوراق الاصطناعية والحصول على وقود سائل من ثاني أكسيد الكربون والماء هو جزء مذهل من الكيمياء".  "في هذا العمل، تم تطوير جهاز أوراق نباتات اصطناعية لتوليد كحول متعدد الكربونات من ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام ضوء الشمس كمصدر وحيد للطاقة".

صنع الباحثون "أوراق النبات الاصطناعية" من طبقات متعددة تشمل النحاس والزجاج والفضة والجرافيت. تحتوي الورقة الاصطناعية على ممتصات للضوء - تشبه الجزيئات الموجودة في النباتات التي تحصد ضوء الشمس - والتي يتم دمجها مع محفز يتكون من عنصرين هما النحاس والبلاديوم، في محاكاة للكلوروفيل، المحفز لعملية التمثيل الضوئي في أوراق النباتات الحقيقية. وفي وجود ضوء الشمس، يحول المحفز ثاني أكسيد الكربون إلى الإيثانول والبروبانول، ويحول الماء إلى أكسجين.

قال الدكتور رحمان إنه يمكن استخلاص منتجات الكحول من وسط التفاعل ثم استخدامها في السيارة. وفي حين أن التكنولوجيا لا تزال على نطاق المختبر، يقول العلماء إن "أوراق النبات الاصطناعية" هي خطوة مهمة في الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري المستخدم حاليًا في السيارات - وبالتحديد البترول

يستخدم الإيثانول بالفعل كوقود نظيف في السيارات، وعادة ما يتم تصنيعه من الكتلة الحيوية مثل الذرة أو قصب السك، ويوصف بأنه بديل للبنزين أكثر صداقة للبيئة، لأنه مصنوع من النباتات بدلاً من الوقود الأحفوري. حل لمعضلة الأراضي الزراعية تعمل العديد من السيارات والشاحنات على الطريق اليوم بالبنزين، الذي يحتوي على ما يصل إلى 10% من الإيثانول، والذي يباع في محطات التزود بالوقود تحت مسمى E10. لكن تكمن إحدى المشكلات في أن إنتاج الإيثانول يحتل مساحات كبيرة من الأراضي الزراعية، التي يمكن استخدامها في زراعة الغذاء للبشر. فوفقًا لوزارة الزراعة الأميركية، يتم استخدام ما يقرب من 45% من إجمالي محصول الذرة المزروع في الولايات المتحدة لإنتاج الإيثانول. وكلما زاد الطلب على الإيثانول الصديق للبيئة، زادت مساحة الأرض المطلوبة لزراعة مصادره.

وعلى الرغم من أن التقنية التي طورها فريق الباحثين في كامبريدج، تقدم طريقة بديلة لإنتاج الإيثانول، إلا أنهم حذروا من أن التقنية في الوقت الحالي هو مجرد دليل على المفهوم "بكفاءة متواضعة". قال البروفيسور إروين ريزنر، الباحث المشارك في الدراسة، إنه "على الرغم من أنه لا يزال هناك عمل يتعين القيام به، لكن تم التمكن من إظهار إمكانية تجاوز أبسط الجزيئات وصنع أشياء مفيدة بشكل مباشر أثناء عملية التحول بعيدًا عن الوقود الأحفوري."

 

في عام 2019، كشف باحثو جامعة كامبريدج النقاب عن تقنية لاستخدام الأوراق الاصطناعية في إنتاج غاز اصطناعي أو غاز تخليقي، عبارة عن مزيج من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، يستخدم في إنتاج الوقود والأدوية والبلاستيك والأسمدة.

ولكن الجديد الآن هو انه يمكن للورقة النباتية الاصطناعية أن تنتج مباشرة إيثانول وبروبانول نظيفين دون الحاجة إلى خطوة وسيطة لإنتاج الغاز التخليق، مع الأخذ في الاعتبار أن الإيثانول والبروبانول وقود صديق للبيئة له كثافة طاقة عالية ويمكن تخزينهما أو نقلهما بسهولة.

قال الدكتور رحمان: إنه "عادةً، عندما محاولة تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتج كيميائي آخر باستخدام جهاز أوراق نبات اصطناعية، فإن الناتج دائمًا يكون أول أكسيد الكربون أو غاز التخليق. لذا، فإن التمكن من إنتاج وقود سائل عملي باستخدام طاقة الشمس فقط يعد تقدم مثير يفتح أفاق عملية جديدة تمامًا".  يعمل الباحثون الآن على تحسين امتصاص الضوء حتى يتمكنوا من امتصاص ضوء الشمس بشكل أفضل وكذلك المحفز حتى يتمكنوا من تحويل المزيد من ضوء الشمس إلى وقود.

Advertisement
/
Advertisement
QUICK CAR FINDER
find car
find car
2024 XM Label Red
From BMW
16 June 2024, 06:07 AM
View All
Wheel

What would you like to drive?

Who knows? Maybe MotorShow can help
submit
submit
Advertisement
مقارنة بين هينيسي فينوم 800 سوبر تشارج فورد أف150 وجيب جراند شيروكي تراك هوك
MotorShow
MotorShow
مقارنة بين هينيسي فينوم 800 سوبر تشارج فورد أف150 وجيب جراند شيروكي تراك هوك
مقارنة بين هينيسي فينوم 800 سوبر تشارج فورد أف150 وجيب جراند شيروكي تراك هوك
arrow up
Back to top
close
Follow us
MotorShow Middle East: We test-drive all types of cars and vehicles from all over the world and review about motoring technology for the Middle-East. At MotorShow.me you’ll find thousands of Photos and Videos covering the Automotive Industry, ranging from New Models, Super Cars, Motorcycles, Classics, to Formula 1, in addition to Boats, Planes, Hi-Tech and Road Safety, all of it brought to you by Automotive Engineer and Film Director Nadim Mehanna and his specialized MotorShow Team.
show site map
NMPRO all rights reserved – COPYRIGHT 2024 NMPro
SITEMAP