العلماء يحققون إنجازاً هاماً في تحويل النفايات البلاستيكية إلى وقود نظيف باستخدام ضوء الشمس
منذ 17 ساعة
0 303
الاتجاه ـ متابعات
تتناول دراسة جديدة بقيادة شياو لو، طالبة الدكتوراه بجامعة أديلايد، كيفية تحويل أنظمة الطاقة الشمسية للنفايات البلاستيكية إلى هيدروجين وغاز اصطناعي ومواد كيميائية صناعية أخرى. ويمكن لهذا النهج أن يدعم الانتقال إلى اقتصاد دائري أكثر استدامة.
يُنتج العالم أكثر من 500 مليون طن من البلاستيك سنوياً، وينتهي المطاف بملايين الأطنان منها في البيئة. وفي الوقت نفسه، أدى تزايد الضغط لخفض استخدام الوقود الأحفوري إلى تكثيف البحث عن بدائل طاقة أنظف.
تُظهر الدراسة، التي نُشرت في مجلة Chem Catalysis ، أن المواد البلاستيكية الغنية بالكربون والهيدروجين يمكن التعامل معها كمورد قيّم بدلاً من كونها مجرد نفايات.
“غالباً ما يُنظر إلى البلاستيك على أنه مشكلة بيئية رئيسية، ولكنه يمثل أيضاً فرصة كبيرة”، قالت السيدة لو. “إذا تمكنا من تحويل النفايات البلاستيكية بكفاءة إلى وقود نظيف باستخدام ضوء الشمس، فسنتمكن من معالجة تحديات التلوث والطاقة في الوقت نفسه”.
كيف تعمل عملية الإصلاح الضوئي المدفوعة بالطاقة الشمسية
تعتمد هذه الطريقة، التي تُسمى إعادة التشكيل الضوئي بالطاقة الشمسية، على مواد حساسة للضوء تُعرف باسم المحفزات الضوئية لتحليل البلاستيك في درجات حرارة منخفضة نسبيًا. ويمكن لهذه العملية أن تُنتج الهيدروجين، وهو وقود نظيف لا يُصدر أي انبعاثات عند استخدامه، بالإضافة إلى مواد كيميائية صناعية أخرى مفيدة.
بالمقارنة مع إنتاج الهيدروجين التقليدي عبر تحليل الماء، يتطلب هذا النهج طاقة أقل لأن البلاستيك أسهل في الأكسدة. هذه الميزة قد تجعله أكثر جدوى للاستخدام على نطاق واسع.
وقد أشارت الأبحاث الحديثة إلى أداء قوي، وفقًا للمؤلف الرئيسي البروفيسور شياوغوانغ دوان من كلية الهندسة الكيميائية بجامعة أديلايد.
حقق العلماء إنتاجاً عالياً للهيدروجين إلى جانب إنتاج حمض الأسيتيك والهيدروكربونات ذات نطاق الديزل. وقد عملت بعض الأنظمة بشكل متواصل لأكثر من 100 ساعة، مما يدل على تحسن الاستقرار والكفاءة.
التحديات والقيود التقنية
على الرغم من هذه التطورات، لا تزال هناك عدة عقبات قبل أن يتم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع.
قال البروفيسور دوان: “إحدى العقبات الرئيسية هي تعقيد النفايات البلاستيكية نفسها. تتصرف أنواع البلاستيك المختلفة بشكل مختلف أثناء عملية التحويل، ويمكن أن تتداخل الإضافات مثل الأصباغ والمثبتات مع العملية. لذلك، يُعد الفرز والمعالجة المسبقة الفعالان ضروريين لتحقيق أقصى قدر من الأداء وجودة المنتج.”
يُعدّ تصميم محفزات ضوئية أفضل تحديًا آخر. يجب أن تتمتع هذه المواد بانتقائية عالية ومتانة فائقة لتتمكن من العمل بكفاءة في ظل ظروف كيميائية قاسية. قد تتدهور الأنظمة الحالية بمرور الوقت، مما يحدّ من استخدامها على المدى الطويل.
قال البروفيسور دوان: “لا تزال هناك فجوة بين النجاح المختبري والتطبيق العملي. نحن بحاجة إلى محفزات أكثر قوة وتصميمات أنظمة أفضل لضمان أن تكون التكنولوجيا فعالة ومجدية اقتصادياً على نطاق واسع.”
ولا يزال فصل المنتجات النهائية أمراً صعباً. فغالباً ما تنتج هذه العملية مزيجاً من الغازات والسوائل التي تتطلب تنقية كثيفة الطاقة، مما قد يقلل من الاستدامة الشاملة.
