عادةً، تتطلب عملية فصل ثاني أكسيد الكربون كميات هائلة من الطاقة. ومع ذلك، في الحسابية الأولى
على وجه الخصوص ، أظهروا ذلكيمكن أن تكون الأشعة فوق البنفسجية فعالة للغاية في إثارة جزيء أوليجوفينيلين العضوي. عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية ، يصبح الأوليجوفينيلين أنيون سالب الشحنة ، مما يسهل نقل الإلكترونات إلى جزيء قريب مثل ثاني أكسيد الكربون. وهكذا ، يصبح ثاني أكسيد الكربون قادرًا على التعافي والتحول إلى جزء لا يتجزأ من البلاستيك أو الأدوية أو حتى الأثاث.
"من الصعب جدًا تقليل ثاني أكسيد الكربون،ولذلك فهو يعيش في الغلاف الجوي لعقود من الزمن. لكن هذا الأنيون ذو الشحنة السالبة قادر على تقليل حتى منتج مستقر مثل ثاني أكسيد الكربون، لذلك فهو واعد ولماذا ندرسه.
شاما شارادا، أستاذ مساعد، وايز غابيلان
يعد التركيز المتزايد بسرعة لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض أحد أكثر المشكلات إلحاحًا التي يجب على البشرية حلها لتجنب كارثة المناخ.
منذ بداية العصر الصناعي، زاد عدد السكانانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الجو بنسبة 45% نتيجة احتراق الوقود الأحفوري والانبعاثات الأخرى. ونتيجة لذلك، أصبح متوسط درجات الحرارة العالمية الآن أعلى بمقدار درجتين مئويتين عما كان عليه في عصر ما قبل الصناعة. بفضل الغازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون، تبقى حرارة الشمس في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة كوكبنا.
وتستكشف العديد من المجموعات البحثية طرقاً لتحويل ثاني أكسيد الكربون الذي تلتقطه الانبعاثات إلى وقود أو مواد أولية كربونية للمنتجات الاستهلاكية، من المستحضرات الصيدلانية إلى البوليمرات.
تستخدم هذه العملية تقليديا الحرارةأو الكهرباء مع محفز لتسريع تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات. ومع ذلك، فإن العديد من هذه الأساليب غالبًا ما تكون كثيفة الاستهلاك للطاقة، وهي ليست مثالية لعملية تهدف إلى تقليل التأثير البيئي. إن استخدام ضوء الشمس لإثارة جزيء المحفز يعد بدوره موفرًا للطاقة.
"تتضمن معظم الطرق الأخرى للقيام بذلكوقال شارادا: "باستخدام مواد كيميائية ذات أساس معدني وهذه المعادن هي معادن أرضية نادرة". "يمكن أن تكون باهظة الثمن، ويصعب العثور عليها، وربما تكون سامة."
وكان هذا العمل الحسابي الأولبحث من هذا النوع لأن العلماء لم يدرسوا من قبل الآلية الأساسية التي ينتقل بها الإلكترون من جزيء عضوي، مثل أوليجوفينيلين، إلى ثاني أكسيد الكربون. وجد الفريق أنه يمكنهم إجراء تعديلات منهجية على محفز الأوليجوفينيلين عن طريق إضافة مجموعات من الذرات التي تنقل خصائص معينة عندما ترتبط بالجزيئات التي تميل إلى دفع الإلكترونات نحو مركز المحفز لتسريع التفاعل.
يقوم الفريق حاليًا بدراسة استراتيجيات التصميمالمحفزات التي لا تؤدي فقط إلى معدل تفاعل مرتفع ، ولكنها تسمح أيضًا بإثارة الجزيء بالضوء المرئي ، باستخدام كل من كيمياء الكم والخوارزميات الجينية.
اقرأ أيضا
هالة أندروميدا تقترب من مجرتنا. نخبرك لماذا هو مهم
أعراض الفيروس التاجي عند الأطفال. ما يجب الانتباه إليه؟
اتضح أن ذلك جعل حضارة المايا تغادر مدنهم