اكتشف العلماء أن أحد العناصر المستخدمة على نطاق واسع في المطابخ يمكن أن يمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي الذي يسخن الكوكب، فيما يأملون أن يصبح أداة منخفضة التكلفة وفعالة لإبطاء تغير المناخ.
استخدم علماء من جامعة كامبريدج في إنجلترا الفحم المنشط – وهي مادة تشبه الإسفنج تستخدم في مرشحات المياه المنزلية – و”شحنوها” مثل البطارية لمعرفة ما إذا كانت ستمتص ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء.
في حين أن الفحم المنشط يمكنه تصفية الشوائب الموجودة في الماء، إلا أنه لن يكون قادرًا عادةً على احتجاز ثاني أكسيد الكربون. لكن العلماء اكتشفوا أن هذا تغير عندما قاموا بمحاكاة عملية شحن البطارية – حيث تلتصق الأيونات بأقطاب البطارية – باستخدام مركبات كيميائية تسمى هيدروكسيدات.
تتراكم أيونات الهيدروكسيد في المسام الصغيرة للفحم وتبدأ في تكوين روابط مع ثاني أكسيد الكربون، وتمتصه من الغلاف الجوي، وفقًا للدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة نيتشر.
بمجرد امتصاص ثاني أكسيد الكربون، فإنه يحتاج بعد ذلك إلى تنقيته وتخزينه لمنع إطلاقه مرة أخرى في الهواء. تمكن العلماء من فصل ثاني أكسيد الكربون عن الفحم عن طريق تسخين الإسفنجة إلى درجة حرارة تتراوح بين 90 و100 درجة مئوية (194 إلى 212 درجة فهرنهايت)، مما أدى إلى كسر الروابط بين ثاني أكسيد الكربون وأيونات الهيدروكسيد.
قد يبدو الأمر وكأنه عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة، خاصة بالنسبة لشيء مصمم لإبطاء تغير المناخ، ولكن بعض الطرق الأخرى لسحب الكربون مباشرة من الغلاف الجوي تتطلب درجات حرارة تصل إلى 900 درجة مئوية، وغالبًا ما يتم تشغيلها بالغاز الطبيعي، وهو وقود أحفوري.
ويقول العلماء إن تقنيتهم تتطلب طاقة أقل بكثير ويمكن تشغيلها بمصادر الطاقة المتجددة وحدها.
ومع ذلك، هناك قيود على هذه الطريقة. وبحسب الدراسة، انخفضت قدرة ثاني أكسيد الكربون في الإسفنج مع زيادة الرطوبة النسبية.
ويبحث العلماء أيضًا عن كيفية زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون التي تستطيع الإسفنجة التقاطها.
“إنها ليست رصاصة فضية”
وقد واجهت أساليب احتجاز الكربون انتقادات شديدة في السنوات الأخيرة من بعض الخبراء الذين يجادلون بأن التركيز والموارد يجب أن تكون على إجراء تخفيضات كبيرة في استخدام الوقود الأحفوري. تميل الأساليب الحالية إلى أن تكون باهظة الثمن، وتستهلك الكثير من الموارد، وغير مثبتة على نطاق واسع.
لكن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ التابعة للأمم المتحدة، وهي هيئة موثوقة في علوم المناخ، تقول إن إزالة ثاني أكسيد الكربون على الأقل ستكون ضرورية للوصول إلى صافي الصفر، حيث لا يصدر العالم سوى نفس القدر من التلوث الكربوني الذي يمتصه.
“أول شيء يجب أن نقوله هو أننا بحاجة إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة لدينا بكل الطرق الممكنة. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، ألكسندر فورس، من قسم الكيمياء يوسف حميد بجامعة كامبريدج، لشبكة CNN: “إن التوصل إلى عمليات لا تنتج ثاني أكسيد الكربون بطبيعتها هو ما يجب علينا فعله أولاً”.
وقال فورس: “أعتقد أن الدور الذي يمكن أن يلعبه احتجاز الكربون هو أولاً انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية، وأشياء مثل إنتاج الأسمنت، الذي يطلق ثاني أكسيد الكربون في هذه العملية”.
وأضاف فورس أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي “هو الملاذ الأخير، ولكن بالنظر إلى حجم حالة الطوارئ المناخية، فهو أمر نحتاج إلى التحقيق فيه”.
وذكر تقرير حديث بقيادة جامعة أكسفورد أنه يتم إزالة ملياري طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كل عام، معظمها من خلال الطرق التقليدية مثل زراعة الأشجار. وقال التقرير إن التقنيات الحديثة، مثل احتجاز الكربون، تساهم بأقل من 0.1% من إجمالي كمية ثاني أكسيد الكربون التي تتم إزالتها.
لتحقيق هدف اتفاق باريس المتمثل في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى أقل بكثير من درجتين مئويتين فوق مستويات ما قبل الصناعة، يحتاج العالم إلى إزالة ما لا يقل عن أربعة أضعاف ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كل عام مقارنة بالمستويات الحالية، وفقًا لتقرير “حالة ثاني أكسيد الكربون”. تقرير الإزالة الذي نُشر في وقت سابق من هذا الأسبوع.
يأمل فورس أن يتم استخدام طريقتهم الجديدة في مجموعة من التطبيقات ويمكن توسيع نطاق استخدامها في العالم الحقيقي. وتتطلع جامعة كامبريدج الآن إلى تسويق هذه التكنولوجيا.
وقال: “كان هذا النهج بمثابة فكرة مجنونة توصلنا إليها أثناء عمليات الإغلاق التي فرضها فيروس كورونا، لذلك يكون من المثير دائمًا أن تنجح هذه الأفكار بالفعل”.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com