ابتكار محفز يحول ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك

أشار المكتب الإعلامي للمدرسة العليا للاقتصاد التابعة للجامعة الوطنية للبحوث إلى أن هذه المادة الخام ذات قيمة عالية للصناعات الكيميائية. كما أن استخدامها يُسهم في تبسيط تقنيات معالجة ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهّل تطبيقها صناعيا.
وصرح البروفيسور أندريه فاسينكو قائلا: "لقد نجحنا في جعل العملية أكثر استقرارا وملاءمة للتطبيق على نطاق واسع، مما يعني أننا قد خطونا خطوة كبيرة نحو تطبيق عملية الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون في الإنتاج الصناعي الفعلي. ويمكن لهذه التقنية أن تكون مفيدة ليس فقط في تخليق حمض الفورميك، بل أيضا في العديد من العمليات الأخرى المتعلقة بمعالجة ثاني أكسيد الكربون."
ووفقا له، ابتكر العلماء خلال السنوات العشر الماضية عشرات المحفزات القادرة على شطر جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتحويلها إلى مركبات عضوية مختلفة مناسبة للاستخدام كوقود أو مواد خام للصناعات الكيميائية. ولكن حتى الآن، لم تستخدم هذه التقنيات عمليا بسبب كفاءتها المنخفضة، والتكلفة العالية للمواد الكيميائية، وقصر عمر المحفزات. ويعود سبب انخفاض كفاءة هذه العملية إلى أنه أثناء الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون يتحرر الهيدروجين كناتج ثانوي. ويمكن تجاوز هذه المشكلة باستخدام محاليل قلوية محتوية على أيونات البوتاسيوم، ما يؤدي إلى زيادة تكلفة العملية وتكوين رواسب تسد المفاعل وتعوق عمله. وعند استخدام بيئة حمضية، تتدهور المحفزات بسرعة وتفقد فعاليتها.
وقد اتضح للباحثين الروس والصينيين أنه يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تغليف الجزيئات النانوية لأكسيد الإنديوم (In2O3) المحفز، بطبقة كربون رقيقة، حيث وفقا لحسابات الكمبيوتر، تحمي هذه الطبقة المادة من التلف في بيئة حمضية وتخلق مجالا كهربائيا يبقي أيونات البوتاسيوم على سطح المحفز. أي يمنع ترسيب البوتاسيوم ويمنع الآثار الجانبية غير المرغوب فيها.
ولتأكيد نتائج الحساب، صنع الباحثون جزيئات أكسيد الإنديوم النانوية المغلفة بالكربون. وأظهرت التجارب أنه حتى في بيئة شديدة الحموضة ذات محتوى منخفض من أيونات البوتاسيوم، ظل المحفز نشطا لأكثر من 100 ساعة ، مع تحقيق كفاءة بنسبة 98.9 بالمئة.
واستنتج العلماء أن إدخال هذه التكنولوجيا في المنشآت الصناعية يمكن أن يجعل معالجة ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة للبيئة ومربحة اقتصاديا.
المصدر: تاس
يشير التقرير السنوي للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عن المناخ، إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عام 2023 بلغ نحو 420.0 ± 0.1 جزء في المليون.
طوّر باحثون من روسيا غشاء بوليمر يمرر غاز ثاني أكسيد الكربون بنشاط أكثر بحوالي 60 مرة مقارنة بالنيتروجين ومواد أخرى.
ستبدأ روسيا في غضون عامين بالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، الأمر الذي سيساهم في تخفيف آثار تغير المناخ ويحد من ارتفاع درجات الحرارة.
يمكن لبكتيريا معروفة أن تحول ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى بلاستيك حيوي، وتعالج مشكلتين عالميتين في خطوة واحدة سريعة، باستخدام نظام نموذج أولي صممه مهندسون كيميائيون في كوريا.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

٠١-٠٥-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

دور البحيرات شديدة الملوحة في تغير المناخ العالمي

وقد أثبت العلماء لأول مرة أن حوالي 55 كغ من غاز الميثان وحوالي 14.7 طن من ثاني أكسيد الكربون تطلق يوميا من سطح بحيرة باسكونتشاك، إحدى أكبر البحيرات شديدة الملوحة في العالم. واتضح للباحثين أن انخفاض تحرر غاز الميثان مرتبط بانخفاض تركيزه في الماء، في حين ارتبطت زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون بالنشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة، وترسيب الأملاح، وانخفاض نشاط التمثيل الضوئي بسبب ارتفاع الملوحة. وبالتالي، فإن تملح المسطحات المائية والتربة في المناطق الجافة من الأرض يمكن أن يصبح مصدرا إضافيا لغازات الدفيئة في الغلاف الجوي التي تساهم في تغير المناخ على الأرض. وقد حدد العلماء كيف تتشكل تدفقات الغازات المسببة للاحتباس الحراري في بحيرة باسكونتشاك شديدة الملوحة التي تصنف كخزان داخلي، أي أن المواد العضوية التي تدخل مع الماء وتتشكل داخله مباشرة لا يتم غسلها، بل تتراكم تدريجيا. تبلغ ملوحة مياه باسكونتشاك حوالي 300 غرام\لتر، وهو ما يزيد بنحو 20 مرة عن ملوحة البحر الأسود. ويقول الدكتور يوري فيدوروف، مدير المشروع، رئيس قسم الجغرافيا الطبيعية والبيئة وحماية الطبيعة في معهد علوم الأرض بجامعة الجنوب الفيدرالية: "أظهرنا باستخدام بحيرة باسكونتشاك كمثال، أن ملوحة المسطحات المائية وملوحة التربة في المناطق الجافة يمكن أن تصبح مصدرا إضافيا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وفي الوقت نفسه، من المرجح أن تنخفض انبعاثات غاز الميثان نتيجة لتنشيط عمليات الأكسدة اللاهوائية المعتمدة على الكبريتات في رواسب القاع". ويعتقد الخبراء أن استخدام النتائج التي حصل عليها الباحثون يسمح بأخذ تأثير ومساهمة المسطحات المائية في التوازن العالمي للغازات المسببة للاحتباس الحراري في الاعتبار. المصدر: صحيفة "إزفيستيا" دقت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية التابعة للأمم المتحدة اليوم الاثنين ناقوس الخطر من جديد حول التغيرات المناخية في تقريرها للعام 2024. حذرت دراسة جديدة من أن ظاهرة الاحتباس الحراري قد تكلف العالم زهاء 24 تريليون دولار على مدى السنوات الـ 36 المقبلة. يوصف تغير المناخ بأنه أي تغيير طويل الأجل في متوسط ​​أنماط الطقس، سواء على الصعيد العالمي أو الإقليمي.

روسيا اليوم

٠١-٠٥-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

اكتشاف مصدر جديد للذهب في الكون المبكر!

واحتوى الكون المبكر بعد الانفجار العظيم على الهيدروجين والهيليوم وكميات ضئيلة من الليثيوم. وبدأت النجوم في تكوين عناصر أثقل، بما في ذلك الحديد. لكن ظل منشأ العناصر الأثقل من الحديد مثل الذهب، وكيفية انتشارها عبر الكون، أحد أكبر الألغاز في الفيزياء الفلكية. وأوضح أنيرود باتيل طالب الدراسات العليا في جامعة كولومبيا بنيويورك، أن هذه هي المسألة الأساسية تتعلق بأصل المادة المعقدة في الكون. وهي لغز مثير لم يُحل حتى الآن". وباستخدام بيانات أرشيفية على مدى 20 عاما من تلسكوبات ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، اكتشف العلماء دليلا على مصدر غير متوقع للعناصر الثقيلة، وهو انفجارات النجوم المغناطيسية (الماجنيتارات). حسب تقديرات الفريق البحثي، يمكن لهذه الانفجارات الهائلة أن تكون قد أنتجت حوالي 1-10% من العناصر الثقيلة في مجرتنا. ونظرا لوجود الماجنيتارات في الكون المبكر، فقد يكون الذهب الأول قد تشكل بهذه الطريقة. يذكر أن الماجنيتار هو نجم نيوتروني يتمتع بمجال مغناطيسي هائل. ورغم خصائصه الفريدة (كثافته عالية لدرجة أن مِلعقة صغيرة من مادته تزن مليار طن على الأرض)، إلا أنه عرضة لـ"هزات نجمية" تُسبب تشقق قشرته وانبعاث إشعاعات قوية تُعرف بالانفجارات العملاقة. رُصدت 3 من هذه الانفجارات فقط في درب التبانة وسحابة ماجلان الكبرى، و7 أخرى خارجها. وافترض باتيل وفريقه أن إشعاعات هذه الانفجارات قد ترتبط بتكوين العناصر الثقيلة عبر "عملية التخليق النووي السريع"، حيث تحوّل النيوترونات النوى الذرية الخفيفة إلى نوى أثقل. ويفتح هذا الاكتشاف نافذة جديدة لفهم أصل أثمن المعادن في كوننا! المصدر: اكتشف فريق دولي من علماء الفلك لأول مرة سحابة كبيرة من الهيدروجين الجزيئي على مسافة قريبة نسبيا من النظام الشمسي تبلغ حوالي 300 سنة ضوئية.

روسيا اليوم

٣٠-٠٤-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

ابتكار محفز يحول ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك

أشار المكتب الإعلامي للمدرسة العليا للاقتصاد التابعة للجامعة الوطنية للبحوث إلى أن هذه المادة الخام ذات قيمة عالية للصناعات الكيميائية. كما أن استخدامها يُسهم في تبسيط تقنيات معالجة ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهّل تطبيقها صناعيا. وصرح البروفيسور أندريه فاسينكو قائلا: "لقد نجحنا في جعل العملية أكثر استقرارا وملاءمة للتطبيق على نطاق واسع، مما يعني أننا قد خطونا خطوة كبيرة نحو تطبيق عملية الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون في الإنتاج الصناعي الفعلي. ويمكن لهذه التقنية أن تكون مفيدة ليس فقط في تخليق حمض الفورميك، بل أيضا في العديد من العمليات الأخرى المتعلقة بمعالجة ثاني أكسيد الكربون." ووفقا له، ابتكر العلماء خلال السنوات العشر الماضية عشرات المحفزات القادرة على شطر جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتحويلها إلى مركبات عضوية مختلفة مناسبة للاستخدام كوقود أو مواد خام للصناعات الكيميائية. ولكن حتى الآن، لم تستخدم هذه التقنيات عمليا بسبب كفاءتها المنخفضة، والتكلفة العالية للمواد الكيميائية، وقصر عمر المحفزات. ويعود سبب انخفاض كفاءة هذه العملية إلى أنه أثناء الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون يتحرر الهيدروجين كناتج ثانوي. ويمكن تجاوز هذه المشكلة باستخدام محاليل قلوية محتوية على أيونات البوتاسيوم، ما يؤدي إلى زيادة تكلفة العملية وتكوين رواسب تسد المفاعل وتعوق عمله. وعند استخدام بيئة حمضية، تتدهور المحفزات بسرعة وتفقد فعاليتها. وقد اتضح للباحثين الروس والصينيين أنه يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تغليف الجزيئات النانوية لأكسيد الإنديوم (In2O3) المحفز، بطبقة كربون رقيقة، حيث وفقا لحسابات الكمبيوتر، تحمي هذه الطبقة المادة من التلف في بيئة حمضية وتخلق مجالا كهربائيا يبقي أيونات البوتاسيوم على سطح المحفز. أي يمنع ترسيب البوتاسيوم ويمنع الآثار الجانبية غير المرغوب فيها. ولتأكيد نتائج الحساب، صنع الباحثون جزيئات أكسيد الإنديوم النانوية المغلفة بالكربون. وأظهرت التجارب أنه حتى في بيئة شديدة الحموضة ذات محتوى منخفض من أيونات البوتاسيوم، ظل المحفز نشطا لأكثر من 100 ساعة ، مع تحقيق كفاءة بنسبة 98.9 بالمئة. واستنتج العلماء أن إدخال هذه التكنولوجيا في المنشآت الصناعية يمكن أن يجعل معالجة ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة للبيئة ومربحة اقتصاديا. المصدر: تاس يشير التقرير السنوي للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عن المناخ، إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عام 2023 بلغ نحو 420.0 ± 0.1 جزء في المليون. طوّر باحثون من روسيا غشاء بوليمر يمرر غاز ثاني أكسيد الكربون بنشاط أكثر بحوالي 60 مرة مقارنة بالنيتروجين ومواد أخرى. ستبدأ روسيا في غضون عامين بالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، الأمر الذي سيساهم في تخفيف آثار تغير المناخ ويحد من ارتفاع درجات الحرارة. يمكن لبكتيريا معروفة أن تحول ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى بلاستيك حيوي، وتعالج مشكلتين عالميتين في خطوة واحدة سريعة، باستخدام نظام نموذج أولي صممه مهندسون كيميائيون في كوريا.