سیستم جدید تصفیه هوا چگونه کار می‌کند؟

اعتمادآنلاین| تیمی از دانشمندان و مهندسان دانشگاه ام‌آی‌تی موفق به تولید یک تکنولوژی جدید شدند که می‌تواند در هر فشار هوایی، گاز دی‌اکسید کربن (CO2) را از نیروگاه‌ها و همچنین هوای آزاد جذب کند.

به گزارش گروه بین‌الملل اعتمادآنلاین ، به نقل از هفته‌نامه فوربس، این روش جدید به کمک جریانی از هوا گاز دی‌اکسید کربن را از هوا حذف می‌کند. تا پیش از ورود این نوآوری، یکی از مشکلات حذف گاز کربن از اتمسفر تراکم نسبتاً پایین این گاز (حدود 400 بخش در میلیون (ppm)) بوده است.

دانشمندان امیدوارند این تکنولوژی ابزار بسیار قدرتمندی در نبرد با تغییرات اقلیمی باشد.

روش‌های موجود حذف گاز دی‌اکسید کربن

در حال حاضر، بهترین روش‌های حذف گاز دی‌اکسید کربن از جریان هوا، تنها با وجود تراکم بالای این گاز عملکرد مناسبی دارند؛ مثلاً در برخی از روش‌های موجود، برای جذب کربن از آلاینده‌های مایع نیروگاه‌های فسیلی، با تراکم بسیار بالای کربن مواجه هستند و این مقدار چند برابر تراکم گاز کربن در اتمسفر هواست. نیروگاه‌های زغال‌سنگی، با خلوص 78 درصد کربن، به طور متعارف 204.3 قسمت در میلیون (ppm) گاز دی اکسید کربن وارد هوا می‌کند.

با وجود این، تکنولوژی‌های فعلی که می‌توانند دی اکسید کربن با تراکم پایین کربن را از هوا تصفیه کنند به لحاظ مصرف انرژی و قیمت مقرون به صرفه نیستند.

روش جذب کربن ام‌آی‌تی چگونه کار می‌کند؟

روش جدید بر اساس عبور جریان هوا از چند ردیف طبق الکتروشیمیایی عمل می‌کند؛ به بیان ساده، یک باتری خاص بزرگ را تصور کنید که می‌تواند دی‌اکسید کربن (یا هر گاز دیگری) را از هوا جذب کند.

در این ابزار جدید جریان هوا از الکترودهای حاوی جریان الکتریکی عبور می‌کند. سپس گازهای جذب‌شده همزمان با تخلیه بار الکترودها آزاد می‌شود.

این فرایند به واکنشی الکتروشیمیایی وابسته است که روی سطح هر طبق از الکترودها رخ می‌دهد. هر کدام از الکترودها با ماده‌ای به‌ نام polyanthraquinone (کامپوزیتی از نانولوله‌های کربی) پوشانده شده است.

هر کدام از این الکترودها علاقه‌ای طبیعی به دی‌اکسید کربن دارد و حتی در شرایط تراکم پایین با مولکول‌های دی ‌اکسید کربن (CO2) واکنش نشان می‌دهد. سپس با تخلیه باتری، فرایند معکوس رخ می‌دهد و سیستم جریانی از دی‌ اکسید کربن خالص را دفع می‌کند.

در این سیستم، برخلاف سیستم‌های قدیمی، کل فرایند در دمای هوای اتاق و فشار طبیعی هوا طی می‌شود. افزون بر این، تولید الکترودها نیز با روش‌های شیمیایی استاندارد قابل انجام است.

این ابزار خیلی ساده با شارژ و دشارژ کردن کار می‌کند. طی فرایند شارژ هوای تازه وارد دستگاه می‌شود و سپس مهندسان می‌توانند گاز دی اکسید کربن خالص را در زمان دلخواه تخلیه کنند.

این سیستم به لحاظ مصرف انرژی به‌صرفه است و برای جذب هر یک تن گاز کربن، یک گیگاژول انرژی مصرف می‌کند. در حالی که این مقدار در روش‌های موجود از یک تا 10 گیگاژول برای هر یک تن متغیر است.

این تیم مهندسان اکنون در پی روش‌هایی هستند که امکان تولید انبوه الکترودها را امکان‌پذیر کند. آنها معتقدند در صورت استفاده از فرایند رول-به-رول (مشابه دستگاه‌های چاپ روزنامه) می‌توان هر الکترود را به ازای چند 10 دلار در هر متر مربع تولید کرد. در این صورت استفاده از این سیستم به لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه خواهد بود.

این گروه مهندسی به تازگی شرکتی با نام ورداکس (Verdox) تاسیس کرده‌اند که قصد دارد این فرایند را تبلیغ کند. این شرکت همچنین قصد دارد طی چند سال آینده کارخانه‌ای در مقیاس آزمایشگاهی راه‌اندازی کند.