تصویر ناصر خازنی، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه نیومکزیکو آمریکا با ویالی در دست حاوی موادی برپایه فلزی – آلی که در آزمایشگاه توسط وی تولید شده اند. وی با کمک اداره انتقال فناوری و مالکیت فکری در مرکز Arrowhead برای خلق فناوری که می تواند گاز دی اکسید کربن جوی را جذب کند، مشغول به کار شده است.

دست اندرکاران این پژوهش عباس قاسمی، رضا فودازی و جلال رستگاری به همراه ناصر خازنی ماده ویژه ای با قابلیت جذب گاز دی اکسید کربن ساخته اند که از تمامی فناوری های موجود امروزی، دارای ظرفیت بیشتری است. مجوز ثبت این فناوری توسط Theresa Lombard صادر شده است. 

Lombard هیجان زده بیان می کند: "این فناوری، جهانی را که در حال انتشار گاز دی اکسید کربن به جو است، تکان بنیادینی خواهد داد."

با توجه به آمارهای وزارت انرژی آمریکا، این کشور تنها در سال 2013 بیش از 3.18 میلیارد تن متریک گاز دی اکسید کربن تولید کرده است که بیش از دو سوم آن تنها مربوط به نیروگاه های تولید انرژی است؛ عموما بیست تا سی درصد انرژی این نیروگاه ها صرف جذب و به دام انداختن مقادیر منتشرشده گاز دی اکسید کربن بوده است که هزینه ای بالغ بر 70 دلار برای هر تن متریک صرف شده است.

Lombard ادامه داد: "این عمل (جذب نیروگاهی گاز دی اکسید کربن) علاوه بر هزینه بر بودن، برای محیط زیست هم مضر است. مزیت فناوری جدید این است که هر دوی این مشکلات را یکجا از میان می برد."

بیشتر تمرکز پروژه خازنی، روی جداسازی پس از احتراق گاز دی اکسید کربن و فرآیندهای مؤثرتر جداسازی، انتقال، ذخیره سازی و یا استفاده مجدد بوده است.

وی زنجیره ای از واکنش های علت و معلولی که از فعالیت های انسانی – نظیر سوزاندن سوخت های فسیلی – شروع می شوند؛ در افزایش غلظت گازهای گلخانه ای که نتیجه آن گرم شدن جهانی و تغییرات اقلیمی است را برایمان توضیح داد.

سپس ادامه داد: "برای حل این مشکل، باید یکی از خطوط تشکیل  دهنده این زنجیر را قبل از آن که به مرحله گرم شدن جهانی برسد قطع یا ضعیف کنیم که ما برای این کار، خط میانی را برگزیده ایم: به دام انداختن دی اکسید کربن موجود در جو زمین."

یکی از روش های بسیار متداول در این زمینه، فرآیند "جذب" نام دارد. در این فرآیند مولکولهای دی اکسید کربن در یک محلول مایع به دام می افتند. رهاشدن گاز از این محلول مایع برای ذخیره سازی یا مصارفی نظیر کمک به رشد جلبک ها، هم بسیار هزینه بر است و هم نامناسب.

روش دیگر، "جذب سطحی" نام دارد. در این روش بین دی اکسید کربن با یک ماده ریزتخلخل مانند یک سطح صاف اسنفجی اتصال فیزیکی برقرار می شود. رهاسازی گاز از این سطح، نه تنها هزینه و زمان بیشتری از روش "محلول مایع" دارد، بلکه کارآیی آن حتی کمتر است.

روش خازنی بر مبنای "جذب سطحی جامد" بنا شده است. در این روش دی اکسید کربن با استفاده از یک ساختار دوگانه فلزی-آلی به نام ایمی دازوله زئولیتی (zeolitic imidazolate) به عنوان پیوند دهنده یون های فلزی و آلی به دام می افتد و سپس می توان آن را برای ذخیره سازی یا انتقال مورد مصرف قرار داد.

در این پژوهش خازنی، یک ماده جدید از ایمی دازوله زئولیتی با یک حلقه گروه کربونیل اضافی سنتز نموده است که این ماده جدید هم تمایل و هم خاصیت جداسازی انتخابی بیشتری برای گاز دی اکسید کربن دارد و هم این که ساختارش از نظر شیمیایی و حرارتی پایدارتر است.

عمل شبیه سازی که روی این پژوهش به انجام رسید، نشان داد ماده ی خازنی میتواند 100 برابر دی اکسید کربن  را بیشتر از همه روش های مشابه موجود جذب کند. مسئله قابل توجه در این میان انتخابی تر بودن قدرت جذب ماده ی سنترشده نسبت به دی اکسید کربن با مقادیر بسیار کم و قابل چشم پوشی سایر گازهای جذب شده نظیر نیتروژن و هیدروژن از یک مخلوط گازی است.

مشاهده ظرفیت بالا و انتخابی عمل کردن فزاینده این ماده و توانایی های کاربردی آن، خازنی را بر آن داشت که یافته خود را به عنوان یک فناوری در ماه اکتبر (آبان سال جاری) با کمک Lombard و اداره اداره انتقال فناوری و مالکیت فکری به ثبت رسمی برساند. خازنی معتقد است: "حفاظت از این فناوری، قدم اول است. قدم های بعدی شامل توسعه و کاربردی تر کردن توانایی های این پژوهش خواهد بود."

وی ادامه داد: "حساسیت پژوهش های اینچنینی بسیار بالاست. کافی است در مورد نقش پیوندی دی اکسید کربن در این ماده، صحبت کنید. همین یک جمله هم برای یک شیمیدان خوب برای ساختن ماده مشابه کافی است؛ در این رقابت تنگاتنگ من نیاز به حفاظت از این ایده داشتم و اکنون می توانم باخیال راحت در مورد کارکردهای تجاری این پژوهش، برای شرکت های مختلف پیشنهادهایی داشته باشم."

Lombard می گوید:" طبق عرف دانشگاه نیومکزیکو، 50 درصد منافع یک اختراع، متعلق به مخترع و 50 درصد باقیمانده سهم این دانشگاه است که این 50 درصد به سه قسمت تقسیم می شود: یک قسمت به گروه علمی (دپارتمان) مخترع تعلق می گیرد، یک قسمت به دانشکده مخترع و یک قسمت آخر سهم معاونت پژوهشی است که بر اساس آن یک سوم، طرح های پژوهشی آینده که قابلیت تجاری شدن داشته باشند را برنامه ریزی و حمایت می کند."

Lombard می گوید: "گام بعدی را اخذ مجوز برای این فناوری و آغاز ارتباط جدی با شرکت های بزرگ در صنعت انرژی می داند. بنا به آمار وارقام ورزات انرژی پیش بینی شده است که تا سال 2019 صنعت "جذب، استفاده و ذخیره سازی کربن جهانی"  به رقم 6.8 میلیارد دلار درآمد برسد. این فناوری تناسب خوبی برای بازار کربن جهانی دارد و جهان را در زمینه جذب گاز دی اکسید کربن، به شدت متحول خواهد کرد."

لینک مطلب:کوی دانش