אין ספק ששינוי אקלים הוא בעיה חמורה מאוד (ומחמירה). על פי דו"ח שפורסם לאחרונה על ידי הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC), גם אם כל המדינות המתועשות בעולם יהפכו ניטרליות פחמן בין הלילה, הבעיה תמשיך להחמיר. בקיצור, זה לא מספיק כדי להפסיק לשאוב מגה של CO2 לאווירה; עלינו גם להתחיל להסיר את מה שכבר שמנו שם.
כאן נכנסת לתמונה הטכניקה המכונה לכידת פחמן (או הסרת פחמן). צוות הבינלאומי של חוקרים מאוניברסיטת ווטרלו באונטריו, שיצר את רמיזם מהטבע, יצר "עלה מלאכותי" המחקה את יכולות השפשוף של פחמן של הדבר האמיתי. אך במקום להפוך את התעשייה האווירית2 למקור דלק לעצמו, העלה ממיר אותו לדלק חלופי שימושי.
המחקר של הצוות תואר בעיתון שהופיע לאחרונה בכתב העת אנרגיית הטבע. את הצוות הוביל יימין א. וו, חוקר במרכז לחומרים ננומטריים במעבדה הארצית בארגונה (ANL) באילינוי ופרופסור להנדסה ממכון ווטרלו למנועי טכנולוגיה (WIN). אליו הצטרפו חוקרים משני המוסדות, כמו גם האוניברסיטה הממלכתית בקליפורניה (נורת'רידג '), ואוניברסיטת העיר בהונג קונג.
בטבע, צמחים ירוקים ממירים CO אטמוספרי2 ומים לגלוקוז וחמצן בתהליך הפוטוסינתזה. זה מתאפשר בזכות הפיגמנט כלורופיל, הסופג אור מהשמש באורכי גל מרובים (סגול-כחול וכתום-אדום) כדי להניע את התגובות הכימיות. לאחר מכן משמש הגלוקוז על ידי הצמחים כמקור דלק, ואילו גז החמצן משתחרר.
כפי שהסביר וו, הוא וצוותו השתמשו באותו רעיון כדי לעצב את העלה המלאכותי שלהם, הנשען על תהליך דומה מאוד אך מייצר מוצרי קצה שונים. "אנו קוראים לזה עלה מלאכותי מכיוון שהוא מחקה עלים אמיתיים ואת תהליך הפוטוסינתזה," אמר. "עלה מייצר גלוקוז וחמצן. אנו מייצרים מתנול וחמצן. "
המפתח לתהליך (שעליו עבדו וו וחבריו מאז 2015) הוא תחמוצת הגביע, אבקה אדומה וזולה שמיועדת כימית בכמה שיותר חלקיקים שמונה-צדדיים. אבקה זו נוצרת כתוצאה מתגובה כימית כאשר גלוקוזה, נחושת אצטט, נתרן הידרוקסיד, וסודיום דודציל סולפט מוסיפים למים שחוממו לטמפרטורה מוגדרת.
לאחר מכן מתווספת אבקה זו למים, שם היא משמשת כזרז כאשר מוזרמים פנימי פחמן דו חמצני וסימולטור סולארי מאיר אלומת אור לבן לתמיסה. התגובה הכימית המתקבלת מייצרת גז חמצן (באמצעות פוטוסינתזה) תוך CO2תמיסת מים, ואבקה מומרים למתנול. מכיוון שלמתנול יש נקודת רתיחה נמוכה יותר ממים, התמיסה מחוממת והמתנול נאסף כשהוא מתאדה.
תהליך זה משקף מחקרים דומים שנערכו באוניברסיטת קיימברידג 'בבריטניה, שם פיתחו החוקרים מכשיר המשתמש בפוטוסינתזה המיוצרת על ידי אור שמש וקולטי אור קובלט כדי להפוך מים ו- CO2 גז לסינגאס. חומר זה עשוי מתערובת של מימן ופחמן חד חמצני ומשמש לייצור דלקים חלופיים, תרופות, פלסטיק ודשנים.
זה דומה גם למושג "העץ המלאכותי" שפותח על ידי קלאוס לקנר, מנהל מרכז Lenfest לאנרגיה בת קיימא באוניברסיטת קולומביה. לפני שנים, לקנר הציע שיטה שבה "עצים" עם עלי פלסטיק מצופים שרף יוכלו להסיר עד פי 100 מפחמן2 מהאוויר כעצים טבעיים. לאחר העלים ספוגים פחמן דו חמצני ככל שהם יכולים, הם מכניסים למים ליצירת דלקים ביולוגיים.
תהליך כזה מרגש משתי סיבות. ראשית, הוצאת הפחמן הדו-חמצני (התורם העיקרי להתחממות כדור הארץ) מהאטמוספרה תסייע בהאטת שינויי האקלים. שנית, הדלקים האלטרנטיביים המתקבלים יאפשרו לאנשים להמשיך להסתמך על מכוניות שאינן חשמליות, ובכך ייתן לנו יותר זמן לעשות את המעבר לחיים ניטרליים פחמניים. או כמו שוו אמר למגזין החלל באמצעות המייל:
"טכנולוגיה זו צפויה להפחית את CO2 פליטה מחברות נפט, חברות רכב וחברות פלדה. זה יכול גם לספק דלקים נקיים ובר קיימא, מתנול, לכלי רכב ומטוסים. מתנול הוא גם מזין בתעשייה הכימית לייצור פלסטיק וסיבים. זה נותן פיתרון להפחתת פליטת CO2 ולייצור דלקים בר קיימא למשק ירוק. "
בעתיד יינקטו צעדים נוספים להגדלת תפוקת המתנול ומסחור התהליך המוגן בפטנט כך שניתן להשתמש בו למטרות תעשייתיות. "אני מאוד נרגש מהפוטנציאל של הגילוי הזה לשנות את המשחק," הוסיף וו. "שינויי אקלים הם בעיה דחופה ואנחנו יכולים לעזור בהפחתת CO2 תוך יצירת דלק חלופי. "
