تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الأسيتيلين

تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الأسيتيلين

0 minutes, 10 seconds Read

تمت مراجعة هذه المقالة بواسطة Science عملية التحرير
و الاستراتيجيات.
المحررين أبرز السمات التالية مع ضمان مصداقية المحتوى:

حقائق تم التحقق منها

منشور تمت مراجعته من قبل النظراء

مصدر موثوق

أعد القراءة

ويستخدم الأسيتيلين على نطاق واسع في العديد من الصناعات، بما في ذلك إنتاج الراتنجات والمواد البلاستيكية مثل PVC. إن تطوير تقنية تصنيع صديقة للبيئة من شأنه أن يمثل خطوة عملاقة نحو بناء مجتمعات مستدامة. المصدر: يوتا سوزوكي من جامعة دوشيشا، اليابان

× اغلاق

ويستخدم الأسيتيلين على نطاق واسع في العديد من الصناعات، بما في ذلك إنتاج الراتنجات والمواد البلاستيكية مثل PVC. إن تطوير تقنية تصنيع صديقة للبيئة من شأنه أن يمثل خطوة عملاقة نحو بناء مجتمعات مستدامة. المصدر: يوتا سوزوكي من جامعة دوشيشا، اليابان

إن تحقيق الاستدامة يشكل واحداً من التحديات الأكثر إلحاحاً التي تواجه البشرية اليوم ــ وهو أيضاً واحد من أصعب التحديات. ومن أجل تقليل تأثيرنا على البيئة والبدء في إصلاح الأضرار التي سببتها البشرية بالفعل، فمن الضروري أن نسعى جاهدين لتحقيق الحياد الكربوني في أكبر عدد ممكن من الأنشطة الاقتصادية. ولسوء الحظ، فإن تخليق العديد من المواد الكيميائية المهمة لا يزال يؤدي إلى ارتفاع انبعاثات الكربون.

هذا هو الحال بالنسبة للأسيتيلين (C2ح2)، وهو هيدروكربون أساسي له تطبيقات متعددة. يستخدم هذا الغاز شديد الاشتعال في اللحام والقطع الصناعي وتصلب المعادن والمعالجة الحرارية والعمليات الصناعية الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، فهو مادة هامة في إنتاج الراتنجات الاصطناعية والبلاستيك، بما في ذلك PVC. منذ إنتاج C2ح2 يتطلب الوقود الأحفوري كمواد خام، وهناك حاجة ماسة إلى طريق اصطناع أكثر ملاءمة للبيئة.

في هذا السياق، قام فريق بحث يعتمد على التعاون الأكاديمي الصناعي بين جامعة دوشيشا وشركة دايكن للصناعات المحدودة باليابان، بتطوير استراتيجية جديدة وواعدة لإنتاج C.2ح2 باستخدام ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (ح2س) كمواد خام.

READ  يمكن أن يكون ثلث الكواكب الأكثر شيوعًا في المجرة في منطقة صالحة للسكن

دراستهم الأخيرة، والتي شملت البروفيسور المساعد يوتا سوزوكي من معهد هاريس لأبحاث العلوم والبروفيسور تاكويا جوتو من قسم العلوم البيئية والنمذجة الرياضية في كلية الدراسات العليا للعلوم والهندسة، وكلاهما من جامعة دوشيشا، وتوموهيرو إيسوجاي من التكنولوجيا والنمذجة الرياضية مركز الابتكار. في شركة دايكن للصناعات المحدودة نشرت في ACS الكيمياء والهندسة المستدامة.

ائتمان: ACS الكيمياء والهندسة المستدامة (2024). DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c08139

× اغلاق

ائتمان: ACS الكيمياء والهندسة المستدامة (2024). DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c08139

يعتمد النهج المقترح على التحويل الكهروكيميائي والكيميائي لثاني أكسيد الكربون2 شركة2ح2 وذلك باستخدام الأملاح المنصهرة عند درجات حرارة عالية وهي الكلوريدات المنصهرة. أحد الجوانب الرئيسية للعملية هو أنها تستخدم كربيدات المعادن، وهي مواد صلبة تتكون من ذرات الكربون وذرات المعدن، كنقطة محورية للتحويل.

“في استراتيجيتنا، CO2 يتم تحويله أولاً إلى كربيدات معدنية مثل CaC2 و لي2ضد2“التي يتم ترسيبها على أحد الأقطاب الكهربائية”، يوضح الدكتور سوزوكي. “ثم تتفاعل هذه الكربيدات المعدنية مع H2يا توليد C2ح2 غاز.”

ولتحقيق كفاءة أعلى في استخدام الطاقة باستخدام هذه الطريقة، كان على الفريق اختبار تكوينات مختلفة، بما في ذلك مواد الأقطاب الكهربائية المختلفة وتركيبات الملح المنصهر. وبعد سلسلة من التجارب الشاملة، بما في ذلك قياس الجهد الدوري، وتحليل بلورة الكربون، وحيود الأشعة السينية، توصلوا إلى أن NaCl−KCl−CaCl2– المنصهر CaO ​​المشبع بـ CaCl الإضافي2 في شركة2 أنتجت الأجواء أفضل النتائج. أدى هذا الاندماج الخاص إلى التكوين الانتقائي لـ CaC2 حول الكاثود مما يعطي نتائج أفضل من المنصهر بما في ذلك الليثيوم.

توفر هذه الإستراتيجية المبتكرة مزايا كبيرة مقارنة بطرق تخليق C التقليدية.2ح2. أولاً، يمكن إعادة استخدام الأقطاب الكهربائية بعد معالجة تجديد بسيطة حيث يحدث التفاعل المطلوب على كربيدات المعادن المترسبة بدلاً من مباشرة على أسطح القطب الكهربائي. وهناك ميزة أخرى، وربما أبرزها، وهي الاستخدام المباشر لثاني أكسيد الكربون2 كمادة خام لإنتاج مادة كيميائية مفيدة وقيمة صناعيا.

READ  التقطت إشارة الراديو على بعد 9 مليارات سنة ضوئية

يقول البروفيسور جوتو: “يمثل النهج المقترح تقنية واعدة لتحقيق دورة مستدامة للموارد والطاقة دون الاعتماد على الوقود الأحفوري”. “في المستقبل، يمكن استخدام هذه التقنية نفسها كتقنية كربون سلبي عن طريق استخلاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء واستخدامه كمادة أولية، خاصة مع عمليات احتجاز الكربون المباشر في الهواء.”

نأمل أن يؤدي إجراء المزيد من الأبحاث حول هذه الطريقة المثيرة إلى طرق مجدية اقتصاديًا وبيئيًا لإنتاج الراتنجات والمواد الكيميائية المهمة من ثاني أكسيد الكربون.2مما يمهد الطريق لمجتمعات مستدامة. وفي نهاية المطاف، ستسمح لنا هذه الجهود بالعيش في وئام مع البيئة مع الاحتفاظ بالعديد من الجوانب الإيجابية لأسلوب حياتنا الحديث.

مزيد من المعلومات:
يوتا سوزوكي وآخرون، طريق جديد لتخليق الأسيتيلين عبر التكوين الكهروكيميائي للكربيدات المعدنية من ثاني أكسيد الكربون في ذوبان الكلوريد، ACS الكيمياء والهندسة المستدامة (2024). DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c08139

معلومات المجلة:
ACS الكيمياء والهندسة المستدامة


author

Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

Similar Posts

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *