دستیابی به موفقیت سیستم نور خورشید کربن را دقیقاً مانند گیاهان ضبط می کند

گیاهان با استفاده از نور خورشید برای رشد و شکوفایی ، دی اکسید کربن را به طور طبیعی ضبط می کنند. دانشمندان اکنون از طبیعت الهام گرفته اند تا یک سیستم پیشگامانه ایجاد کنند که از نور خورشید برای گرفتن دی اکسید کربن از هوا استفاده می کند. این نوآوری یک چالش مهم در روشهای فعلی ضبط کربن را برطرف می کند: اعتماد به سوخت های فسیلی.

در حال حاضر ، تلاش برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی به شدت به فن آوری های انتشار گازهای گلخانه ای ، به ویژه ضبط کربن متکی است. با این حال ، این روش ها به طور متناقض به انرژی سوخت محور فسیلی بستگی دارند و منجر به نگرانی های زیست محیطی بیشتر می شوند. توسعه راه حل های ضبط کربن با انرژی تجدید پذیر به یک نیاز مهم تبدیل شده است.

نور خورشید ، فراوان و آزاد ، به عنوان منبع انرژی ایده آل شناخته می شود ، اما روش های موجود در درجه اول دی اکسید کربن را در تاریکی ضبط کرده و آن را تحت نور قرار می دهد. این روش پتانسیل نور خورشید را به دلیل تقاضای انرژی اضافی ، از جمله مدیریت گرما هنگام جابجایی بین حالت های تاریک و روشن ، محدود می کند.

محققان دانشگاه کرنل یک رویکرد ابتکاری را توسعه داده اند که تقاضای انرژی را به طور مساوی در هر دو مرحله ضبط دی اکسید کربن و مراحل آزادسازی توزیع می کند. تکنیک آنها از یک ماده شیمیایی ساده و مقرون به صرفه به نام 2-methylbenzophenone استفاده می کند ، که می تواند به طور موثری دی اکسید کربن را در زیر نور خورشید قابل مشاهده جذب کند. دانشمندان با استفاده از یک مولکول پایدار و در عین حال واکنشی ، فرآیندهای شبیه به گیاه را تقلید می کنند و دی اکسید کربن را به طور کارآمد و پایدار ضبط می کنند.

دانشجوی فارغ التحصیل بایو احمد ، نویسنده اصلی ، این ایده نوآورانه را پیشنهاد کرد. فیلیپ میلنر ، استادیار دانشکده هنر و علوم کرنل و محقق ارشد این مطالعه ، در ابتدا به عملی بودن مفهوم احمد شک داشت. با این حال ، آزمایش نشان داد که این سیستم بسیار خوب عمل می کند.

میلرر توضیح داد: “از نظر شیمی ، این کاملاً متفاوت از آنچه دیگران در ضبط کربن انجام می دهند ، متفاوت است.” “کل مکانیسم ایده Bayu بود ، و هنگامی که او در ابتدا آن را به من نشان داد ، فکر می کردم هرگز کار نمی کند. کاملاً کار می کند.”

تیم کرنل با استفاده از گازهای دودکش واقعی از گرما و برق ترکیبی کرنل ، سیستم خود را آزمایش کرد. این تأسیسات ، با استفاده از گاز طبیعی ، از نزدیک آینه های صنعتی در دنیای واقعی را آینه می کند و آن را به یک زمین آزمایش ایده آل تبدیل می کند.

این فرایند با موفقیت دی اکسید کربن ، حتی در میان ناخالصی هایی که معمولاً در انتشار گازهای صنعتی یافت می شود ، جدا شد. این مرحله بسیار مهم بود ، زیرا بسیاری از روشهای توسعه یافته آزمایشگاه هنگام مواجهه با آلاینده های دنیای واقعی شکست می خورند.

میلرر گفت: “ما واقعاً دوست داریم به جایی برسیم که بتوانیم دی اکسید کربن را از هوا خارج کنیم ، زیرا فکر می کنم این کاربردی ترین است.” “شما می توانید تصور کنید که وارد بیابان شوید ، این تابلوها را که در حال مکیدن دی اکسید کربن هستند از هوا قرار داده و آن را به دی اکسید کربن با فشار زیاد تبدیل می کنید. ما می توانیم آن را در یک خط لوله قرار دهیم یا آن را به چیزی در محل تبدیل کنیم.”

تیم کرنل فراتر از گرفتن دی اکسید کربن از منابع صنعتی ، برنامه های گسترده تری را پیش بینی می کند. از آنجا که جداسازی گاز تقریباً 15 ٪ از مصرف انرژی جهانی را تشکیل می دهد ، بهبود روش ها در این زمینه می تواند میزان مصرف انرژی را در سراسر جهان کاهش دهد.

میلرن تأکید کرد: “فرصت زیادی برای کاهش مصرف انرژی با استفاده از نور برای هدایت این جداسازی ها به جای برق وجود دارد.”

فرآیند توسعه یافته توسط محققان منحصر به فرد دی اکسید کربن را در شرایط مداوم و پایدار با استفاده از تنها نور خورشید ضبط می کند. این رویکرد از مشکلات متداول روشهای سنتی مانند انرژی شدید مورد نیاز برای گرم کردن و مدیریت دی اکسید کربن گرفته شده جلوگیری می کند. نکته مهم این است که روش جدید دمای ثابت را حفظ می کند و نیاز به تنظیم گرمای انرژی فشرده را از بین می برد.

یکی دیگر از مزایای این کشف در پتانسیل اقتصادی آن نهفته است. ماده شیمیایی اصلی درگیر ، 2-متیل بنزوفنون ، ارزان و به طور گسترده ای در دسترس است. محققان پیش بینی می کنند که بهینه سازی مشتقات بنزوفنون می تواند باعث افزایش کارایی و سازگاری خورشیدی روش آنها شود.

این کشف درها را برای تحولات آینده در ضبط کربن با انرژی تجدید پذیر باز می کند. این رویکرد با تقلید نزدیک فرآیندهای طبیعی ، مزایای زیست محیطی و اقتصادی را تراز می کند. محققان پانل های خورشیدی را که در سطح جهان مستقر شده اند ، پیش بینی می کنند ، به طور فعال دی اکسید کربن جوی را کاهش داده و آن را به اشکال قابل استفاده یا قابل استفاده تبدیل می کنند. این پیشرفت ها یک جهش قابل توجه به سمت راه حل های پایدار و مؤثر برای مبارزه با تغییرات آب و هوا است.

در عصری که اقدامات آب و هوایی به یک اولویت جهانی تبدیل شده است ، پیشرفت هایی مانند این نشان می دهد که چگونه علم و طبیعت می توانند دست به دست هم دهند. کار تیم کرنل یک گام امیدوار کننده به جلو است و پتانسیل انرژی خورشیدی را در هدایت تغییرات محیطی در مقیاس بزرگ برجسته می کند. با تکامل فن آوری های انرژی تجدید پذیر ، نوآوری هایی مانند ضبط کربن ناشی از نور خورشید احتمالاً نقش مهمی در استراتژی های آب و هوایی جهانی خواهد داشت.

ضبط کربن با انرژی خورشیدی امید به آینده ای پاک تر را ارائه می دهد و روش های خود طبیعت را برای منافع انسانی اعمال می کند. از آنجا که دانشمندان همچنان به اصلاح و گسترش این فناوری ها ادامه می دهند ، ممکن است نور خورشید به زودی ضبط کربن را در سراسر جهان قدرت دهد و ردپای کربن ما را به طرز چشمگیری کاهش دهد.