https://bodybydarwin.com
Slider Image

يريد العلماء الحد من تغير المناخ من خلال إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون

2021

"address": تفاصيل صمامات الغاز الرئيسية في Venezia-Giulia "

يحظى ثاني أكسيد الكربون بالكثير من الاهتمام هذه الأيام. التمحيص مفهوم: في 11 مايو ، وصلت مستويات الغاز إلى 415 جزءًا في المليون ، أي أكثر من 100 جزء في المليون عن مستوياتنا الجوية المعتادة على مدار 800000 عام. حتى لو توقفنا عن الانبعاث اليوم ، فإن غازات الدفيئة الطويلة الأمد هذه ستدفئ الأرض لآلاف السنين القادمة.

ولكن هناك غازات دفيئة أخرى ، الميثان ، يجادل بعض العلماء بأنها ثمار منخفضة من بين العديد من الاستراتيجيات لتحقيق الاستقرار في مناخنا. في مقترح مذهل ومضاد للحدس نُشر الاثنين في مجلة Nature Sustainability يجادل علماء جامعة ستانفورد بأنه يمكننا الحد من ارتفاع درجات الحرارة عن طريق تحويل الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون بطريقة كيميائية. يقول روب جاكسون ، المؤلف الرئيسي للدراسة: "إن بحثنا هو دعوة لعرض إزالة الميثان كفرصة.

يتركز الميثان ، في الوقت الحالي ، في الهواء على 1860 جزءًا من المليار ، أي حوالي ضعف ونصف الكمية الموجودة قبل الثورة الصناعية. 60 في المائة من انبعاثات غاز الميثان هي من صنع الإنسان ، وهي ترتفع من المصادر الزراعية مثل حقول الأرز وتربية الماشية ، وكذلك إنتاج الوقود الأحفوري. الغاز قصير الأجل ، ويستمر لمدة عشر سنوات في الغلاف الجوي. لكنه يعمل بجد لتسخين الأشياء في هذا الوقت القصير. يسخن الميثان الغلاف الجوي 84 مرة مثل ثاني أكسيد الكربون عبر 20 عامًا ، و 28 مرة على مدار القرن.

في حين أن كيمياء الجزيء تجعله من غازات الدفيئة ، فإنه يوافق أيضًا على حل محتمل ، كما يقول فريق ستانفورد. يتفاعل الميثان والأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء. التفاعل مواتي الديناميكا الحرارية ، لأنه يطلق الطاقة. في الواقع ، يحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. إذا تمكنا من إنشاء عملية صناعية تسرع هذا الاتجاه الطبيعي ، تقترح الورقة ، يمكن أن تكون بمثابة استراتيجية مهمة في إبطاء ارتفاع درجات الحرارة.

على أرض الواقع ، قد يبدو هذا وكأنه التصاميم المقترحة لالتقاط الكربون المباشر - مراوح ضخمة تمتص الهواء وتديره عبر وسيط يساعد الميثان في تحويله إلى ثاني أكسيد الكربون. على عكس احتجاز الكربون ، لن يحتاج غاز العادم إلى ضخه وتخزينه. وبدلاً من ذلك ، فإن ثاني أكسيد الكربون ببساطة يبتعد. ولأنه غازات دفيئة أقل قوة من غاز الميثان ، فإن التأثير الصافي سيظل بمثابة خفض للاحتباس الحراري. سيؤدي تحويل جميع الميثان الذي يسببه الإنسان في الغلاف الجوي إلى إطلاق 8.2 مليار طن إضافي من ثاني أكسيد الكربون ، حول الكمية التي نصدرها على مستوى العالم خلال بضعة أشهر. رغم ذلك ، فإن العملية ستقضي على سدس الدفء الذي شهدناه منذ بدأنا في حرق الوقود الأحفوري ، حسب تقديرات الصحيفة. يقول جاكسون: "هذا من شأنه أن يوفر لنا الوقت لمعالجة المجموعة الأكثر صعوبة من مصادر ثاني أكسيد الكربون.

بالطبع ، هذا الاقتراح لا يزال في مرحلة الفكرة ، ولا يزال هناك الكثير من التحديات أمام تنفيذه. واحدة من أكثرها وضوحا ، كما تشير الورقة ، هو أن الميثان منتشر جدا في الهواء. في 1860 جزء من البليون ، تشكل جزءًا صغيرًا من جميع الجزيئات الموجودة في الهواء وتخفف بمقدار 200 مرة عن ثاني أكسيد الكربون.

يشكل التركيب الكيميائي للميثان أيضًا عائقًا لتحويله ، حرفيًا تمامًا. وبسبب شكله رباعي السطوح - ذرات الهيدروجين الأربعة المتفرعة من كربون مركزي - تفتقر إلى نقطة واضحة للدخول الحفاز ، - يكتب المؤلفون. ومع ذلك ، هناك بعض الأدلة الواعدة على أن الزيوليتات - نوع من المعادن مع العديد من المسام الصغيرة - يمكن استخدامها لتحويل الميثان. يمكن أن تساعد هذه المسام الصغيرة في امتصاص الميثان وتتفاعل مع محفز معدني ، مما يسهل تحوله إلى ثاني أكسيد الكربون.

ومثل احتجاز الكربون ، يمكن لهذه العملية أن تستخدم الكثير من الطاقة. بناء المعدات ، واستخراج الزيوليت ، وتشغيل المراوح سيطلب الطاقة. يقول Ed Dlugokencky ، الكيميائي الجوي في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي: "يبدو أن الأمر يتطلب طاقة كبيرة للعمل ، حتى بالنسبة للنظام السلبي الذي يستخدم الرياح لتمرير الهواء فوق المحفز". يقول جاكسون إن نظام تحويل الميثان سيعمل بشكل مثالي على مصادر خالية من الكربون ، مثل الرياح والطاقة الشمسية. ولأن رد الفعل يطلق الطاقة ، فهو يعتقد أنه من الممكن إعادة التقاطها واستخدامها للحفاظ على تشغيل العملية.

ولكن هناك قضايا نقدية أيضا. الآن ، بما أن إطلاق الكربون في الجو مجاني بشكل أساسي ، فلا توجد وسيلة لكسب المال من هذه العملية. ستكون هناك حاجة إلى تفويض قانوني أو سعر على الكربون للحصول على أي مصلحة في زيادة احتجاز الميثان صناعيًا. كما تشير الورقة ، بسعر 500 دولار للطن المتري الواحد من ثاني أكسيد الكربون ، فإن موازنة احتمالية الاحترار العالمي الناتجة عن تحويل الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون ستنتج 12500 دولار للطن من الميثان المحول ، مما يجعل العملية مربحة.

يعتقد البعض أن الاعتماد على تسعير الكربون متفائل للغاية ، وأن من الأفضل إنفاق أموالنا على مصادر الطاقة المتجددة. "إن الفكرة مكثفة ماديًا وحيويًا للغاية ولا يمكن أن تتنافس حتى مع أسعار الكربون التي تزيد عن 500 دولار / للطن ، وبصرف النظر عن كونها غير ضرورية (وغير قابلة للتطبيق من الناحية السياسية) تجعل الطاقة المتجددة (التي لا تحتاج في معظمها حاليًا إلى أي سعر للكربون) مفارقة حقيقية تقول Sgouris Sgouridis ، عالم هندسة صناعية وهندسة في جامعة خليفة ومؤلف دراسة حديثة قارنت مدخلات الطاقة مع المخرجات في أنظمة الطاقة المتجددة وأنظمة التقاط الكربون: "لماذا تتبع استراتيجية باهظة الثمن بدلاً من التوسع في أرخص؟"

نظرًا لأن الميثان قصير العمر ، فقد يكون من الأفضل ترك الطبيعة تتعامل معه. يقول بيتر تانس ، رئيس مجموعة غازات الدفيئة لدورة الكربون في NOAA: "هناك حل أبسط بكثير لمساهمة الميثان في ظاهرة الاحتباس الحراري". pro أقترح أن نخفض انبعاثات الميثان بطرق معروفة ، وأن نترك الغلاف الجوي يهتم بأكسده إلى ثاني أكسيد الكربون خلال 10 سنوات تقريبًا. "

يعتقد جاكسون أن التكنولوجيا ، حتى مع التحديات التي تواجهها ، يمكن أن يكون لها مكان في مستقبل العمل المناخي. إنه يأمل أن يثير اقتراحه البحث في المواد المثالية لتحفيز تحويل الميثان ، والأفكار للمنشآت الصناعية التي تركز على دخول الميثان ، مما يسهل التفاعل. بالنسبة لجاكسون ، لا يتعلق الأمر فقط بمحاولة تحقيق الاستقرار لكوكبنا الحار الحالي. يمكن أن تلعب التكنولوجيا دورًا في الاستمرار في خفض انبعاثاتنا ، فيما يسمى "استعادة الغلاف الجوي". "أعتقد أن إصلاح هواءنا هو رؤية أفضل من تثبيت هواءنا" ، كما يقول. "أريد إعادة ضبط الساعة على الميثان في الغلاف الجوي."

فوياجر 2 تقريبًا خارج فقاعة الشمس الواقية

فوياجر 2 تقريبًا خارج فقاعة الشمس الواقية

مرحبًا بك في Techathlon: أحدث تقنيات البودكاست الممتعة على الإطلاق

مرحبًا بك في Techathlon: أحدث تقنيات البودكاست الممتعة على الإطلاق

مظلات الشاطئ التي تلقي بظلالها على جميع الآخرين

مظلات الشاطئ التي تلقي بظلالها على جميع الآخرين