“اسکرابر” می تواند مقدار زیادی متان را از هوای انبار حذف کند

محققان از نور و کلر برای حذف متان با غلظت پایین از هوا استفاده کردند.

نتیجه ما را به حذف گازهای گلخانه ای از اماکن دامداری، نیروگاه های بیوگاز و تصفیه خانه های فاضلاب به نفع آب و هوا نزدیک تر می کند.

هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC) اعلام کرده است که کاهش انتشار گاز متان بلافاصله افزایش دمای جهانی را کاهش می دهد. این گاز تا 85 برابر قویتر از گاز گلخانه ای CO است₂و بیش از نیمی از آن است منتشر شده توسط منابع انسانیتولید گاو و سوخت فسیلی بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است.

یک روش جدید منحصر به فرد که توسط محققان دانشگاه کپنهاگ و شرکت اسپین آف Ambient Carbon توسعه یافته است، موفق به حذف متان از هوا شده است.

«بسیاری از متان ما انتشارات از میلیون‌ها منبع نقطه‌ای با غلظت پایین مانند انبارهای گاو و خوک می‌آید. در عمل، متان از این منابع غیرممکن است که در سطوح بالاتر متمرکز شود یا حذف شود. اما نتیجه جدید ما ثابت می‌کند که می‌توان از اتاق واکنشی که ایجاد کردیم استفاده کرد.»

پیش از این، جانسون یافته های تحقیقاتی را در COP 28 در دبی از طریق پیوند آنلاین و در واشنگتن در آکادمی ملی علوم که به دولت ایالات متحده در مورد مسائل علم و فناوری مشاوره می دهد، ارائه کرد.

چگونه کار می کند؟

اگر غلظت متان بیش از 4 درصد باشد، می تواند از هوا سوزانده شود. اما بیشتر گازهای گلخانه ای ساخته شده توسط انسان کمتر از 0.1٪ است و بنابراین نمی توان آن را سوزاند.

برای حذف متان از هوا، محققان یک محفظه واکنش ساختند که برای افراد ناآشنا مانند یک جعبه فلزی مستطیل با انبوهی از شیلنگ ها و ابزار اندازه گیری به نظر می رسد. در داخل جعبه، یک واکنش زنجیره‌ای از ترکیبات شیمیایی انجام می‌شود که منجر به تجزیه متان و حذف بیشتر گاز از هوا می‌شود.

در این مطالعه علمی، ما ثابت کردیم که اتاق واکنش ما می تواند 58 درصد متان را از هوا حذف کند. متیو استنلی جانسون می‌گوید و از زمان ارائه مطالعه، نتایج خود را در آزمایشگاه بهبود بخشیده‌ایم، بنابراین اتاق واکنش اکنون 88 درصد است.

محققان یک محفظه واکنش ساختند و روشی را ابداع کردند که فرآیند طبیعی تجزیه متان را شبیه سازی کرده و تا حد زیادی تسریع می کند.

آنها این روش را سیستم مهار فوتوشیمیایی متان (MEPS) نامیدند و متان را 100 میلیون بار سریعتر از طبیعت تجزیه می کند.

این روش با وارد کردن مولکول‌های کلر به محفظه واکنش با گاز متان کار می‌کند. سپس محققان نور فرابنفش را به مولکول‌های کلر می‌تابانند. انرژی نور باعث می شود که مولکول ها شکافته شده و دو اتم کلر تشکیل دهند.

سپس اتم‌های کلر یک اتم هیدروژن را از متان می‌دزدند که سپس تجزیه و تجزیه می‌شود. محصول کلر (اسید کلریدریک) گرفته شده و متعاقباً در محفظه بازیافت می شود.

متان به دی اکسید کربن (CO₂) و مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن (H₂) مانند فرآیند طبیعی در جو.

کلر کلید کشف است. با استفاده از کلر و انرژی نور، محققان می توانند متان را از هوا بسیار موثرتر از جو حذف کنند، جایی که این فرآیند معمولاً 10 تا 12 سال طول می کشد.

متان با سرعت حلزون تجزیه می شود، زیرا گاز از واکنش با سایر چیزهای موجود در جو خوشحال نمی شود. با این حال، ما دریافتیم که با کمک نور و کلر، می‌توانیم واکنشی ایجاد کنیم و متان را تقریباً ۱۰۰ میلیون بار سریع‌تر از طبیعت تجزیه کنیم.»

منتظر بودن

یک کانتینر حمل و نقل 40 فوتی به زودی به بخش شیمی می رسد. وقتی این کار انجام شود، به نمونه اولیه بزرگتری از محفظه واکنشی تبدیل خواهد شد که محققان در آزمایشگاه ساخته اند. این یک “اسکرابر متان” خواهد بود که به طور کلی می تواند به سیستم تهویه در یک سوله گاو متصل شود.

مزارع دام امروزی تأسیساتی با فناوری پیشرفته هستند که آمونیاک قبلاً از هوا حذف شده است. به این ترتیب، حذف متان از طریق سیستم های تصفیه هوای موجود یک راه حل واضح است.

همین امر در مورد بیوگاز و تصفیه خانه های فاضلاب نیز صدق می کند، که برخی از بزرگترین منابع ساخت بشر متان هستند. انتشارات در دانمارک پس از تولید گاو.

به عنوان تحقیقات اولیه برای این مطالعه، محققان به سراسر کشور سفر کردند تا میزان نشت متان را از آغل گاو، تصفیه خانه‌های فاضلاب و کارخانه‌های بیوگاز اندازه‌گیری کنند. در چندین مکان، محققان توانستند ثابت کنند که مقدار زیادی متان از این گیاهان به جو نشت می کند.

برای مثال، دانمارک در تولید بیوگاز پیشگام است. اما اگر تنها چند درصد از متان حاصل از این فرآیند از بین برود، هر گونه مزایای آب و هوایی را خنثی می‌کند.»

این تحقیق به تازگی در مجله منتشر شده است نامه های تحقیقات محیطی.

این تحقیق با همکاری دانشگاه کپنهاگ، دانشگاه آرهوس، آرلا، اسکوف و شرکت کربن محیطی UCPH که توسط پروفسور متیو استنلی جانسون تأسیس شده و اکنون هدایت می‌شود، انجام شد. این شرکت برای توسعه فناوری MEPS (سیستم حذف متان فوتوشیمیایی) و در دسترس قرار دادن آن برای عموم راه اندازی شد.

بودجه این تحقیق از طریق کمک مالی از صندوق نوآوری دانمارک برای پروژه PERMA، بخشی از AgriFoodTure، تامین شد.

منبع: دانشگاه کپنهاگ