چگونه دی‌اکسید کربن گازی به سوخت تبدیل می‌شود؟

سالانه، انسان با تزریق ۳۰ میلیارد تن دی‌اکسید کربن به اتمسفر، به مشکلاتی چون گرمایش جهانی (Global Warming) و تغییرات آب و هوایی دامن زده و بساط انقراض نسل خود را فراهم می‌کند.

تیمی از دانشمندان دانشگاه تورنتو (U of T) بر این باور هستند که راهکار تبدیل گازهای گلخانه‌ای به سوخت غنی از انرژی را پیدا کرده اند. در این سیکل بازیافتی، از سیلیکون که در طبیعت به وفور وجود دارد، استفاده می‌شود. سیلیکون، به آسانی در شن و ماسه یافت می‌شود و هفتمین عنصر فراوان در جهان و دومین عنصر فراوان در پوسته‌ی زمین است.

البته ایده‌ی تبدیل دی‌اکسید کربن به انرژی حرف تازه‌ای نیست. طی چندین دهه، کشف ماده‌ای که بتواند نور خورشید، دی‌اکسید کربن و آب یا هیدروژن را به سوخت تبدیل کند یک چالش جهانی بوده است. با این حال، پایداری شیمیایی دی‌اکسید کربن دستیابی به این راهکار را دشوار ساخته بود.

"جافری اوزین" (Geoffrey Ozin) استاد شیمی دانشکده‌ی علم و هنر دانشگاه تورنتو در این خصوص می‌گوید:

برای استفاده از یک راه حل شیمیایی به منظور تغییرات آب و هوایی، نیاز به ماده‌ای است که بسیار فعال باشد تا بتواند به عنوان یک کاتالیزور انتخاب‌گر عمل کرده و بدین طریق دی‌اکسید کربن را به سوخت تبدیل کند. ضمن این که لازم است تا عنصر یا عناصر انتخاب شده، ارزان‌قیمت، غیرسمی و در دسترس باشند.

در مقاله‌ای که اوزین و همکارانش در ژورنال "Nature Communications" منتشر کردند، نانوبلورهای سیلیکون به عنوان ماده‌ای مطابق با این معیارها معرفی شد. نانو بلورهای سیلیکون که قطری معادل ۳.۵ نانومتر دارند با برخورداری از سطح ویژه‌ی مناسب و قدرت جذب نور کافی می‌تواند طول موج‌هایی مانند اشعه‌ی مادون قرمز، نور مرئی و اشعه‌ی ماورای بنفش را جذب کرده و با کمک یک عامل احیای قوی، دی‌اکسید کربن گازی را به مونو اکسید کربن گازی تبدیل کند.

از این رو می‌توان بدون ایجاد گازهای گلخانه‌ای به تولید انرژی پرداخت.

اوزین می‌گوید:

استفاده از قدرت احیای هیدریدهای نانوساختار، یک استراتژی مفهومی و متمایز است که می‌تواند به صورت تجاری برای تولید مستقیم سوخت از نور خورشید به کار برده شود.

در حال حاضر این محقق به همراه تیم تحقیقاتی خود، به دنبال پیدا کردن راهکاری برای افزایش فعالیت ، افزایش مقیاس کار و بالا بردن میزان تولید است. چنانچه تلاش‌های پیش رو در مقیاس آزمایشگاهی موثر عمل کند، در مرحله‌ی بعد می‌توان یک پالایشگاه خورشیدی آزمایشی ایجاد کرد.