מרבית השיטות להילחם בשינויי אקלים עוסקות בהפחתת פליטות גזי חממה: המצאת תחנות כוח נקיות יותר, הנדסת מכוניות ירוקות יותר. ואז, יש מחנה החוקרים שמתמקדים בשאיבת גזים מהאטמוספירה ברגע שהם כבר שוחררו.
מה שמכונה "לכידת פחמן דו חמצני" היה שנוי במחלוקת, ופוטר לעתים קרובות כלא מעשי או בלתי מספק. אולם ככל שהמאמצים הגלובליים להפחתת פליטות התבררו כקשים ולעיתים מאכזבים, הגישה נראית מפתה יותר ויותר.
המצאה חדשה, מדענים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, מציעה רומן חדש ללכידת פחמן. החוקרים יצרו חומר ננו שהורס את הפחמן הדו-חמצני על ידי פיצולו לחמצן ולפחמן חד-חמצני.
מדענים ניסו זה מכבר להיפטר מפחמן דו חמצני על ידי פיצול המולקולה שלו. ניסיונות הפיצול הללו יכולים להיות עתירי אנרגיה, שמביסים את המטרה הסביבתית. אז החוקרים השתמשו בזרזים שונים כדי להאיץ את התגובה, והפחיתו את כמות החשמל הדרושה לפיצול המולקולות. מדענים רבים התמקדו בפורפירינים, מולקולות אורגניות בצורת טבעת, בכדי לגרום לתגובות אלה להתרחש. למרות שלפורפירינים יכולים להיות אטומים שונים במרכזם, אלה שמשמשים למטרה זו הם פורפירינים קובלט, שהם פעילים במיוחד באופן קטליטי. כאשר פורפירינים אלו מתווספים לתמיסה עם שתי אלקטרודות, אלקטרוליט וכמה פחמן דו חמצני מומס, נמשכים הפורפירינים לאלקטרוליט. זה גורם לאלקטרונים לעבור לפחמן דו חמצני, ולפצל אותו לפחמן חד חמצני וחמצן. אולם גישה זו לא הייתה מושלמת. הפורפירינים מתכווצים זה לזה ומאבדים מאפקטיביות לאורך זמן, והפתרונות המשמשים להפיכת התהליך מוטלים בספק בעצמם.
נראה כי החוקרים בברקלי מצאו דרך חדשה להתמודד עם זה על ידי יצירת ננו-נקבוביות נקבוביות המחברות בין פורפירינים לחומר דמוי רשת. זה נקרא מסגרת אורגנית קוולנטית (COF). הפחמן הדו-חמצני מסתובב דרך ה- COF, ומתפצל לפחמן חד-חמצני וחמצן במעט מאוד אנרגיה מוסיפה. זה עובד פי 60 בצורה יעילה יותר מאשר פיצול דו תחמוצת הפחמן באמצעות פורפירינים צפים חופשיים. המחקר דווח בכתב העת Science .
תמונה מוגדלת של ה- COF (מדע) אז מה ניתן לעשות עם החמצן והפחמן החד-חמצני שנוצר בתהליך?
"פחמן חד-חמצני חשוב מכיוון שהוא אחד מאמצעי המזון של התעשייה הכימית, שמייצר דלקים על בסיס פחמן חד-חמצני", אומר כריסטיאן דיירקס, אחד החוקרים המובילים במחקר. "הרעיון הוא בעצם להשתמש בפחמן דו חמצני, שהוא בזבוז, ולהפוך אותו לדלק."
בעתיד, מפעלים עשויים להשתמש ביריעות של חומרים ננו-טבעיים אלה סביב אזורים המייצרים פחמן דו-חמצני, כמו ערמות עשן, ולהפוך אותו ישירות לפחמן חד-חמצני לדלק. אבל זו דרך ארוכה בהמשך הדרך.
"אם אתה באמת רוצה לגרום למשהו כמו הפחתת דו תחמוצת הפחמן בקנה מידה גדול, אני חושב שאתה תמיד צריך תמריצים ממשלתיים, " אומר דיירקס, "כי תמיד לוקח לתעשייה זמן רב להעלות רעיונות חדשים כמו זה."
עד כה המעבדה יצרה את החומר רק בכמויות זעירות, 30 מיליגרם בכל פעם. לוקח כמה ימים לייצר, ולכן התהליך יצטרך להתייעל כדי ליישם ברמה תעשייתית. השלב הבא של החוקרים הוא לבדוק דרכים להפוך את הפחמן החד-חמצני ליעילות רבה יותר לדלק.
