كشفت دراسة يابانية أخيراً، أن التحوّل الضوئي لغاز ـثاني أكسيد الكربون، إلى وقود قابل للنقل مثل حمض "الفورميك"، يعد طريقة جيدة للتعامل مع ارتفاع مستويات الغاز في الغلاف الجوي.
والتحول الضوئي هو عملية يُستخدم فيها الضوء للبدء في سلسلة من التفاعلات الكيميائية بهدف إنتاج مركبات معينة ومواد مفيدة.
وأصبح ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ومساهمتها في الاحتباس الحراري من الأخبار الشائعة، فأثناء تجربة الباحثين بطرق مختلفة لمحاربة هذه المشكلة، ظهر حل فعال واحد وهو تحويل فائض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى مواد كيميائية غنية بالطاقة.
وجذب إنتاج الوقود مثل حمض "الفورميك" عن طريق الامتصاص الضوئي لثاني أكسيد الكربون تحت أشعة الشمس الكثير من الاهتمام أخيراً، بسبب الفائدة المزدوجة التي يمكن اكتسابها من هذه العملية، والتي يمكنها أن تقلل انبعاثات الغاز الزائدة، وتساعد أيضاً في تقليل نقص الطاقة.
ونظراً لكونه حاملاً لغاز الهيدروجين وله كثافة طاقة عالية، يمكن لحمض "الفورميك" توفير الطاقة عن طريق الاحتراق مع إطلاق الماء فقط كمنتج ثانوي.
ويحاول الباحثون الأعوام الماضية، التوصل لطريقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود، ورغم ابتكار عدد من الأنظمة الكيميائية التي يُمكن استخدامها في تلك العملية، إلا أنها فشلت في أن تكون اقتصادية وفعالة، إذ يعتمد معظمها على المعادن الثمينة التي تجعل إنتاج وقود من الغاز أمراً غير مُجد اقتصادياً.
واختار فريق من علماء معهد طوكيو التقني معدناً متاحاً بسهولة ورخيص السعر، وهو الحديد ودمجه على دعامة من الألومنيوم، لتطوير محفز يمكنه تحويل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة إلى حمض "الفورميك" بكفاءة بلغت نسبة 90% تقريباً.
ويتكون النظام من ركيزة ماصة للضوء ومحفز يمكنه من عمليات نقل الإلكترونات المتعددة المطلوبة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حمض "الفورميك"، وهكذا بدأ الفريق البحث عن محفز مناسب وفعال.
وتم اعتبار المحفزات الصلبة أفضل نوع لهذه المهمة، نظرًا لكفاءتها وإمكانية إعادة تدويرها.
اعتمد الفريق طريقة بسيطة لتجميع المحفز، ثم استخدموا مادة الألومنيوم المحملة على الحديد لعمل التحفيز الضوئي لثاني أكسيد الكربون في درجة حرارة الغرفة.
كانت النتائج مشجعة للغاية. فقد أظهر نظامهم كفاءة بنسبة 80-90% تجاه المنتج الرئيسي. وتقدم هذه الدراسة محفزاً صلباً هو الأول من نوعه قائم على الحديد والذي يمكن أن يولد حمض "الفورميك".
يمكن أن تساعد الرؤى المستمدة من هذا البحث في تطوير محفزات جديدة - خالية من المعادن الثمينة - من أجل الامتصاص الضوئي لثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى مواد كيميائية مفيدة أخرى.
وتظهر الدراسة أن الطريق إلى اقتصاد طاقة أكثر اخضراراً لا يجب أن يكون معقداً. إذ يمكن تحقيق نتائج جيدة من خلال اعتماد طرق تحضير بسيطة كما يمكن استخدام مركبات وفيرة في الأرض المعروفة كمحفزات انتقائية لتقليل ثاني أكسيد الكربون.
