قام باحثون من جامعة ماكجيل في كندا بتطوير تقنية جديدة لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى غاز الميثان، وفقا لدراسة جديدة نُشرت في دورية إنفيرومينت آند إنيرجي.

ويُعد غاز ثاني أكسيد الكربون أحد العوامل الرئيسة في تغير المناخ، فارتفاع تركيزه في الغلاف الجوي يُؤدّي إلى زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري، إذ يمتص الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأرض، وذلك يرفع من درجة حرارة الكوكب.

وغاز الميثان هو أبسط أنواع الهيدروكربونات وأكثر نظافة مقارنة بأنواع الوقود الأحفوري الأخرى، مثل الفحم والنفط، لأنه يحتوي على نسبة أقل من الكربون ويُنتج كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون عند احتراقه، وذلك يجعله خيارا بيئيا أفضل.

وقال مهدي صالحي، الباحث الرئيسي في الدراسة، ”يمكن تحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي إلى وقود كيميائي مثل غاز الميثان، وبمجرد استخدام الميثان، يمكن إعادة تدوير غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث منه، وتحويله مرة أخرى إلى غاز الميثان، وهذا من شأنه أن يخلق دائرة كربونية مغلقة لا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون الجديد إلى الغلاف الجوي“.

ولإنتاج الميثان، اعتمد الباحثون على استخدام الكهرباء المُنتجة من مصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وتحويلها إلى طاقة كيميائية عبر نوع من التفاعلات الكيميائية يُسمّى ”التحفيز الكهربائي“، ولا يُسبّب هذا التفاعل زيادة في نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

والتحفيز الكهربائي هو عملية تحفيز أو تسريع التفاعلات الكيميائية باستخدام الكهرباء عبر مواد تحفيز كهربائية، وتُستخدم هذه التقنية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية أو العكس، وذلك يجعلها ذات أهمية كبيرة في تطبيقات مثل خلايا الوقود والتحليل الكهربائي لتحليل المركبات الكيميائية إلى مكوناتها الأساسية.

واستخدم الباحثون النّحاس عاملا محفّزا وأجروا تجاربهم باستعمال أحجام مختلفة من جزيئات النّحاس، بدءا من الجزيئات الصغيرة التي تحتوي على 19 ذرة، وصولا إلى الجزيئات الكبيرة التي تحتوي على ألف ذرة، إذ قاموا باختبار تأثير أحجام الجزيئات على آلية التفاعل.

وأوضح صالحي أن ”أهم ما توصلنا إليه هو أن العناقيد النّحاسية النانوية الصغيرة للغاية فعّالة جدا في إنتاج الميثان“، مضيفا ”كان هذا اكتشافا مهما يُشير إلى أن حجم التجمعات النانوية النّحاسية وبنيتها يضطلعان بدور حاسم في نتيجة التفاعل“.

ويخطط الفريق لمواصلة تحسين كفاءة التفاعل والتحقّق من تطبيقاته الصناعية، ويأملون أن تفتح النتائج التي توصلوا إليها آفاقا جديدة لإنتاج طاقة نظيفة ومستدامة.