استخراج دی اکسید کربن از آب دریا: محققان MIT فناوری جدیدی را برای استخراج دی اکسید کربن از آب دریا توسعه می دهند.
چندین کاوش جدید و جالب به تازگی توسط موسسه فناوری ماساچوست منتشر شده است. محققان روش جدید مؤثری را برای حذف دی اکسید کربن از آب اقیانوس یافته اند. گمان می رود که این امر می‌تواند توسط کشتی‌هایی که آب دریا را در حین سفر فرآوری می‌کنند، یا در سکوهای حفاری دریایی یا مزارع پرورش ماهی اجرا شود.
در ابتدا، سیستم می‌تواند از زیرساخت‌های موجود یا برنامه ریزی‌شده استفاده کند که درحال حاضر آب دریا را فرآوری می‌کند، مثل کارخانه‌های نمک‌زدایی ( که محصولش آب آشامیدنی است )، اما سیستم دارای عملکرد مطلوب، در حجم کاری بالا است.
اقیانوس اولین منبع دی اکسید کربن برای اتمسفر(جو کره زمین) است. حدود یک سوم کل گاز تولید شده توسط فعالیت های انسانی را جذب می کند.
برخی علاقه‌مندی‌ها و فعالیت‌های تجاری در رابطه با حذف مستقیم دی‌اکسید کربن از آب اقیانوس‌ها وجود داشته است، اما اکنون تیم محققان در MIT می‌گویند که احتمال دارد کلید چیزی را که ممکن است سازوکار حذف کننده ی (دی اکسید کربن) که واقعاً کارآمد و ارزان باشد، پیدا کرده باشند. این یافته ها اخیراً در مجله Energy and Environmental Science ( انرژی و دانش محیطی ) در مقاله ای توسط اساتید T. Alan Hatton و Kripa Varanasi از MITکه فوق دکترا از دانشگاهSeoni Kim دارند و دانشجویان فارغ التحصیل با نام های Michael Nitzsche، Simon Rufer و Jack Lake گزارش و منتشر شد.
روش های موجود برای حذف دی اکسید کربن از آب دریایی که شامل مواد شیمیایی است باعث استفاده از غشاهای گران قیمت می شود.
هاتون می‌گوید: ما می‌خواستیم از نیاز به وارد کردن مواد شیمیایی به نیم سلول‌های آند و کاتد و همچنین در صورت امکان از استفاده از غشاها خودداری کنیم.
روش توسعه یافته یک فرآیند برگشت پذیر متشکل از سلول های الکتروشیمیایی بدون غشاء است. الکترودهای واکنشی به منظور آزاد کردن پروتون‌ها به آب دریا که سلول‌ها را تغذیه می‌کند استفاده می‌شوند و باعث آزاد شدن دی اکسید کربن محلول از آب می‌شوند.
آنچه به طور مشخص هوشمندانه است، این استکه فرآیند بصورت چرخه ای می باشد. به این صورتکه: ابتدا آب را اسیدی می کند تا بی کربنات های معدنی (غیرآلی) محلول را به دی اکسید کربن مولکولی تبدیل کند؛ که به صورت گاز در خلاء جمع آوری شده است. سپس آب به مجموعه دوم سلول ها به منظور بازیابی پروتون ها و تبدیل آب اسیدی به حالت قلیایی قبل از رهاسازی آن، به دریا و با ولتاژ معکوس تغذیه شود. به طور دوره ای، نقش دو سلول زمانی که یک مجموعه از الکترودها از پروتون خالی می شود (در طول اسیدی شدن) و دیگری در طی قلیایی سازی دوباره تولید می شود، معکوس می شود.
واراناسی ( شهری در هند ) اذعان کرده است: ما قادر به این نیستیم که گازهای گلخانه‌ای منتشرشده ی کل سیاره را تصفیه کنیم. اما تزریق مجدد ( که اغلب جبران کاهش تولید را به همراه دارد ) ممکن است در برخی موارد در مکان‌هایی مانند مزارع پرورش ماهی که تمایل به اسیدی کردن آب دارند؛ انجام شود. بنابراین، این می‌تواند راهی برای جبران این اثر باشد.
هنگامیکه دی اکسید کربن از آب حذف می شود، مانند سایر فرآیندهای حذف کربنی همچنان باید دفع شود. به عنوان مثال می توان آن را در سازندهای ( لایه هایی از واحدهای سنگی با ظاهری متفاوت از نظر زمین شناسی ) زمین شناسی عمیق زیر کف دریا دفن کرد، یا می توان آن را به صورت شیمیایی به ترکیبی مانند اتانول که می توان آنرا به عنوان سوخت حمل و نقل استفاده کرد، یا به سایر مواد شیمیایی خاص تبدیل کرد.
هاتون می‌گوید: مطمعناً می‌توانید با استفاده از CO2 جذب‌شده به‌عنوان ماده اولیه برای تولیدات مواد شیمیایی یا متریال های دیگر، در نظر بگیرید. اما قادر نخواهید بود از همه آن به‌عنوان ماده اولیه استفاده کنید. بازارهای تمام محصولاتی که تولید می کنید به اتمام می رسد. بنابراین، مهم نیست که چه اندیشه ای در سر دارید چون مقدار قابل توجهی از CO2 جذب شده باید در زیر زمین دفن شود.
حداقل در ابتدا، ایده می تواند اینگونه باشد که چنین سیستم‌هایی را با زیرساخت‌های موجود یا برنامه‌ریزی‌شده‌ای که درحال حاضر آب دریا را پردازش می‌کنند ( مانند کارخانه‌های نمک‌زدایی ) ترکیب کنیم. این سیستم همچنین می‌تواند توسط کشتی‌هایی که آب را در حین سفر فرآوری می‌کنند به منظور کمک به کاهش سهم قابل توجه ترافیک کشتی در پراکندگی کلی اجرا شود. این سیستم همچنین می تواند در مکان هایی مانند سکوهای حفاری دریایی یا در مزارع پرورش آبزیان پیاده سازی شود. در نهایت، می تواند منجر به گسترش کارخانه های مستقل حذف کربن شود که در سطح جهانی توزیع شده اند.
هاتون گفت: این فرآیند می تواند کارآمدتر از سیستم های جذب هوا باشد، زیرا غلظت دی اکسید کربن در آب دریا بالغ بر ۱۰۰ برابر بیشتر از غلظت آن در هوا است. در سیستم‌های جذب مستقیم هوا، در ابتدا لازم است گاز را قبل از بازیابی محبوس و متمرکز کنید. او اظهار داشت: اقیانوس‌ها منابع کربن بزرگی هستند، بنابراین مرحله جذب قبلاً برای شما توسط طبیعت انجام شده است. “هیچ مرحله ای برای گرفتن و محبوس کردن وجود ندارد، فقط رهاسازی انجام می شود.”
منبع: Gasword
ترجمه: مهدی محمدی می آبادی
