أبوظبي: عبدالرحمن سعيد
طور فريق بحثي من جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي نموذجاً جديداً يسهم في تحويل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون إلى وقود مستدام، حيث اعتمدوا على منهجية نمذجة عملية جديدة تهدف إلى اختبار عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى ميثانول باستخدام محفّز نحاسي، ويوفر هذا النموذج أداة فعالة للكشف عن دور المواقع النشطة التي يمكن أن تتحكم في أداء محفز هدرجة ثاني أكسيد الكربون.
وضم الفريق البحثي من جامعة خليفة والذي طور النموذج، الدكتور قيصر أحمد، زميل دكتوراه، والدكتورة ماغي أبي جودة، أستاذة مشاركة، والأستاذة الدكتورة كرياكي بوليكرونوبولو، مديرة مركز جامعة خليفة للتحفيز والفصل، والدكتور فلورنت رافوكس.
وأوضح الفريق أن تحويل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات ذات قيمة أساسية، كوقود الميثانول، يعد أمراً في غاية الأهمية في مجال تطوير اقتصاد دائري، والحد من تأثير نشاط الإنسان في الغلاف الجوي، ولكن قد تنتج عن عمليات تطوير هذه المنتجات تفاعلات جانبية تؤثر في فاعلية المنتج النهائي وجودته بشكل ملحوظ، وهنا تكمن أهمية أدوات النمذجة الهادفة إلى فهم مسارات التفاعل، وبالتالي القدرة على تصميم المحفزات المحسنة.
وقالت الدكتورة ماغي: «يلعب وقود الميثانول المتجدد دوراً مهماً كمادة خام في مجال إنتاج الوقود منخفض الانبعاثات، حيث يعد إنتاج الميثانول الأخضر من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين المتجدد بديلًا فعالًا في التحويل الحيوي؛ الأمر الذي يستوفي أهداف إزالة الكربون العالمية دون المساس بالأمن الغذائي».
وأكدت أنه توجد العديد من الطرق التي تسهم في إنتاج الوقود المستدام وتتطلب عمليات معالجة الشحوم والغاز الاصطناعي والكحول، وفي مجال إنتاج الميثانول، يعد استخدام الغاز الاصطناعي الطريقة الأكثر شيوعاً وذات انبعاثات كربونية منخفضة، إلا أن هدرجة ثاني أكسيد الكربون هي عملية أكثر استدامة لكن لا تزال آلية التحويل فيها تشكل موضع بحث ونقاش.
وفي هذا الإطار اقترح الباحثون طريقتين لإنتاج الميثانول من ثاني أكسيد الكربون ومن الهيدروجين، وسيسهم الفهم الشامل لهاتين الطريقتين في إتاحة الفرصة أمام تطوير المزيد من المحفزات الفعالة ذات الكفاءة.
وأضافت د. ماغي: «توجد طرق أساسية في مجال الحركية الكيميائية، تتحكم في آليات التفاعل على سطح المحفز يمكن التنبؤ بها من خلال خصائصها «الفيزيوكيميائية»، ويسهم فهم الحركية الكيميائية على سطح محفز معين لتفاعل محدد، في تصميم محفز جديد ومحسن».
ويستهلك تحديد طرق وأنشطة الحركية الكيميائية في المختبر الكثير من الوقت، كما تعتبر تجارب التقييم مكلفة اقتصادياً وتتطلب جهداً كبيراً، لذلك يمكن من خلال منهجيات النمذجة الحصول على النتائج بشكل أسرع وأكثر سهولة.
وعلق الفريق البحثي قائلًا: «تمكنا من تحقيق الفهم الشامل لأثر أسطح المحفزات والحركية الكيميائية على المحفز، من خلال تطوير نموذج الحركية الكيميائية القائم على نشاط الطاقة وتفاعل الجزيئات على سطح المحفز، ويمكن الاستفادة من نموذجنا العملي في مجال دراسة الحركية الكيميائية لتفاعلات المحفزات الرامية إلى إنتاج الوقود المستدام بوقت أقل وكلفة اقتصادية معقولة».
