تحويل ثاني أوكسيد الكربون إلى بوليميرات

في أثناء سعي المنظمات البيئية لمحاربة الاحتباس الحراري، وتحت جناح الكيمياء الخضراء؛ طوَّر علماء روتجرز محفزات يمكنها تحويل ثاني أكسيد الكربون -السبب الرئيسي للترفع الحروري العالمي- إلى مواد بلاستيكية وأقمشة ومنتجات أخرى.

إنَّ المحفزات الكهربائية هي المواد الأولى، إلى جانب الأنزيمات، التي يمكنها تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى كتل بناء كربونية، وتحتوي الجزيئة الواحدة منها على ذرة كربون أو اثنتين أو ثلاثة أو أربعة بكفاءة تزيد على 99 في المائة. ويمكن استخدام اثنين من المنتجات التي أنشأها الباحثون؛ وهما: 2,3 -furandiol (C4) methylglyoxal (C3)، وبوصفها سلائف للمواد البلاستيكية والمواد اللاصقة والمستحضرات الصيدلانية؛ إذ يمكن استبدال بالفورم الدهيد السام الـ methylglyoxal الأكثر أمانًا.

يقول كبير الباحثين في هذه الدراسة (تشارلز ديسموكيس): "يمكن أن تُؤدي هذه القفزة العلمية إلى تحويل CO2 إلى منتجات ثمينة ومواد خام في الصناعات الكيميائية والصيدلانية". 

أظهر العلماء -في السابق- إمكانيةَ تحويل CO2 كهروكيميائيًّا إلى ميتانول وإيتانول، ميتان وإيتيلن مع إنتاجية عالية نسبيًّا، لكن هذا الإنتاج غير فعال ومكلف للغاية ليكون مجديًا من الناحية التجارية.

وعلى الرغم من ذلك؛ يمكن تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء كهربائيًّا إلى مجموعة واسعة من المنتجات القائمة على الكربون، باستخدام خمسة مُحفِّزات مصنوعة من النيكل والفوسفور، وهي رخيصة ومتوفرة.

 يُحدِّد اختيارُ المحفز وشروط التفاعل الأخرى عددَ ذرات الكربون التي يمكن تجميعها معًا لتصنيع جزيئات أو حتى إنتاج بوليمرات أطول. وعمومًا كلّما طالت سلسلة الكربون؛ زادت قيمة المنتج.

واستنادًا إلى أبحاثهم؛ حصل علماء روتجرز على براءات اختراع للمحفزات الكهربائية، وشكّلوا شركة RenewCO₂ الناشئة. إنَّ الخطوة التالية هي معرفة المزيد عن التفاعل الكيميائي في هذه العملية، بحيث يصبح من الممكن استخدامها لإنتاج منتجات قيّمة أخرى مثل الديولات -الأغوال ثنائية الوظيفة- وهي التي تستخدم على نطاق واسع في صناعة البوليمر، أو الهيدروكربونات التي يمكن استخدامها وقودًا متجددًا.

المصادر: