طور فريق من العلماء الصينيين طريقة مبتكرة لإنتاج المطاط والبلاستيك مباشرة من خليط غازي من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون في خطوة قد تقلل الاعتماد الصناعي على الوقود الأحفوري وتخفض البصمة الكربونية للقطاع الكيميائي.
تعتمد الصناعات التقليدية على الأوليفينات المستخرجة من البترول والتي تُعد اللبنات الأساسية للعديد من البوليمرات المستخدمة في تصنيع البلاستيك والمطاط. ويؤدي الاعتماد على البترول إلى زيادة الانبعاثات الكربونية بشكل مباشر.
توجد بدائل مثل استخدام غاز التخليق (syngas) المستخرج من تحلل المواد العضوية أو الفحم أو الغاز الطبيعي لكن كفاءتها كانت أقل مقارنة بالطرق التقليدية.
وأظهرت التجارب أن محفزًا نانويًا من الحديد المعدل بالصوديوم يمكنه تحويل غاز التخليق إلى أوليفينات بكفاءة عالية حيث زادت الإنتاجية بنحو 50 بالمئة مقارنة بأفضل الطرق المعروفة سابقًا.
واستخدم الباحثون مقياس اقتصاد ذرة الهيدروجين (HAE) لتقييم كفاءة التفاعل، ويشير ارتفاع HAE إلى إنتاج أكبر مع هدر أقل للهيدروجين. كانت الطرق السابقة منخفضة HAE بسبب تكوّن الماء كمنتج ثانوي ما يقلل الهيدروجين المتاح لتكوين الأوليفينات.
أظهر المحفز الجديد قدرته على تحويل الماء الناتج إلى هيدروجين إضافي يُعاد إدخاله في التفاعل ما يزيد من كفاءة العملية ويخفض الحاجة إلى هيدروجين إضافي. وأكد الباحثون أن أداء المحفز مستقر لمدة 500 ساعة ويقلل إنتاج النفايات لكل وحدة منتج بنسبة 46 بالمئة.
وأفاد الفريق أن هذه الطريقة تقلل استهلاك البخار وإنتاج مياه الصرف وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون ما يجعلها بديلًا أكثر استدامة للطرق التقليدية. استخدام نسب أقل من الهيدروجين إلى أول أكسيد الكربون ساهم في تقليل استهلاك الطاقة والانبعاثات ما يعزز جدوى التطبيق الصناعي على نطاق واسع.
وكتب الباحثون في دراسة نشرتها مجلة Science: “تمثل هذه الدراسة اختراقًا كبيرًا في تعزيز اقتصاد ذرة الهيدروجين لتحويل غاز التخليق ما يفتح آفاقًا جديدة لإنتاج البوليمرات بشكل أكثر كفاءة واستدامة”.
Web Desk
