پژوهشگران دانشگاه ساری (University of Surrey) در بریتانیا موفق به توسعه فناوری جدیدی برای جذب مستقیم دی‌اکسید کربن از هوا و تبدیل آن به سوخت مصنوعی پاک شدند؛ روشی که می‌تواند جایگزینی اقتصادی برای فرآیندهای موجود در صنعت باشد
فناوری مواد دوکاره (DFM)؛ قلب سیستم جذب و تبدیل
برآورد هزینه جذب CO₂ و چشم‌انداز اقتصادی
ترکیب دی‌اکسید کربن و هیدروژن سبز برای تولید سوخت پاک
طراحی پیشرفته با بهینه‌سازی فراساختار (Superstructure Optimisation)
نقش این فناوری در کاهش کربن و استقلال انرژی جهانی
فناوری مواد دوکاره (DFM)؛ قلب سیستم جذب و تبدیل
بر اساس مطالعه‌ای که در ژورنال علمی Applied Energy منتشر شده است، این فناوری مبتنی بر استفاده از مواد دوکاره یا Dual-Function Materials (DFM) طراحی شده که به‌طور هم‌زمان فرآیند جذب دی‌اکسید کربن و تبدیل آن به سوخت را انجام می‌دهد.
برآورد هزینه جذب CO₂ و چشم‌انداز اقتصادی
نتایج نشان می‌دهد که این سیستم تحت شرایط بهینه، قادر است دی‌اکسید کربن را با هزینه‌ای معادل ۷۴۰ دلار به ازای هر تن از جو حذف کند.
همچنین پیش‌بینی می‌شود که با بهبود عملکرد مواد و کاهش قیمت کاتالیست‌ها، این هزینه به کمتر از ۴۰۰ دلار نیز برسد.
دکتر مایکل شورت (Michael Short)، استادیار مهندسی سامانه‌های فرایندی و نویسنده مسئول این تحقیق می‌گوید:
برای نخستین‌بار توانستیم نشان دهیم که استفاده از مواد دوکاره برای جذب مستقیم کربن از هوا (Direct Air Capture) می‌تواند از نظر اقتصادی رقابت‌پذیر باشد؛ در حالی که هم‌زمان سوخت پاکی مانند متان (Methane) نیز تولید می‌کند.
ترکیب دی‌اکسید کربن و هیدروژن سبز برای تولید سوخت پاک
در این فناوری، با استفاده از هیدروژن سبز (Green Hydrogen) حاصل از برق تجدیدپذیر و دی‌اکسید کربن موجود در هوا، می‌توان سوخت‌هایی تولید کرد که جایگزین منابع فسیلی در صنایع سنگینی مانند فولادسازی شوند. در صورت استفاده از این نوع سوخت، یک کارخانه فولاد می‌تواند تقریباً بدون انتشار خالص کربن فعالیت کند؛ موضوعی حیاتی برای صنایعی که به سختی قابل الکتریکی‌سازی هستند.
طراحی پیشرفته با بهینه‌سازی فراساختار (Superstructure Optimisation)
پژوهشگران برای طراحی بهینه‌ترین پیکربندی این سیستم، از یک روش پیشرفته مدل‌سازی به نام بهینه‌سازی فراساختار (Superstructure Optimisation) استفاده کردند.
در این پروژه، طراحی‌هایی با مقیاس جذب ۱۰٬۰۰۰ تن CO₂ در سال بررسی شد؛ معیاری که قابل مقایسه با دیگر سامانه‌های تجاری جذب کربن است
نقش این فناوری در کاهش کربن و استقلال انرژی جهانی
به گفته دکتر ملیس دویار (Melis Duyar)، استادیار مهندسی شیمی و فرایند در دانشگاه ساری:
بازیافت کربن از این طریق، ایده‌ای قدرتمند است که می‌تواند زنجیره‌های ارزش جدیدی خلق کند و با تلفیق انرژی تجدیدپذیر در تولید سوخت‌ها و مواد شیمیایی متداول، به استقلال انرژی کمک کند.
طبق هشدارهای هیئت بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC)، برای محدود کردن گرمایش جهانی به ۱٫۵ درجه سانتی‌گراد، تنها کاهش انتشار کافی نیست؛ بلکه باید میلیاردها تن دی‌اکسید کربن نیز تا پایان قرن از جو زمین حذف شود.
این فناوری، نه‌تنها ابزاری عملی برای تحقق این هدف است، بلکه راهی نوین برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی فراهم می‌کند.
منبع علمی:
• Meshkat Dolat, Kamran Keynejad, Melis S. Duyar, Michael Short. Superstructure optimisation of direct air capture integrated with synthetic natural gas production.
