تبدیل متان به دی‌اکسید کربن، راهکاری برای مبارزه با تغییرات اقلیمی

طبق پژوهش منتشرشده در Nature Sustainability، دانشمندان راهکار جدیدی برای پاکسازی اتمسفر از متان مطرح کرده‌اند که دومین گاز گلخانه‌ای قدرتمند تولید انسان محسوب می‌شود. این روش می‌تواند غلظت متان را به سطوح پیش از انقلاب صنعتی برگرداند و به‌این‌ترتیب، گرمایش زمین به‌اندازه‌ی یک‌ششم کاهش یابد؛ هرچند روش جدید شاید در ابتدا متناقض به‌نظر برسد، چراکه در آن متان به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. دانشمندان می‌گویند که این روش درحد یک ایده است و ارزان نخواهد بود؛ اما یکی از راهکارهای ضروری برای مقابله با تغییرات اقلیمی به‌حساب می‌آید.

خطر متان

متان بعد از دی‌اکسید کربن،‌ دومین گاز گلخانه‌ای مهم ناشی از فعالیت انسان است که به تغییرات اقلیمی دامن می‌زند. متان تأثیر زیادی روی آب‌و‌هوا دارد: در طول ۲۰ سال اول زندگی مولکولی خود، ۸۴ بار قوی‌تر از دی‌اکسید کربن منجر به تشدید گرمایش زمین می‌شود. متانی که درحال‌حاضر به‌خاطر فعالیت‌های انسان منتشر می‌شود، بزرگ‌تر از ترکیب کل منابع طبیعی است. بخش اعظمی از متان ناشی از کشاورزی و تولید انرژی ازجمله انتشار گاز کلخانه‌ای از گاوها، مزارع برنج و چاه‌های نفت و گاز است. به‌همین دلیل غلظت متان در اتمسفر، درمقایسه با زمان پیش از انقلاب صنعتی، ۱۵۰ درصد بیشتر شده و همچنان روبه افزایش است. درنتیجه پیداکردن راهی برای کاهش یا حذف متان می‌تواند تأثیری شگرف و سریع در مسیر مبارزه با تغییرات اقلیمی داشته باشد.

بزرگ‌ترین چالش حذف متان از اتمسفر، غلظت پایین آن با حدود ۲ بخش در میلیون است؛ درحالی‌که اکنون غلظت دی‌اکسید کربن حدود ۲۰۰ برابر بیشتر و معادل ۴۱۵ بخش در میلیون است. هر دو گاز یادشده بسیار رقیق‌تر از گاز اگزوز خودرو یا بادگلوی گاو هستند؛ هرچند برای شروع بهتر است که آن‌ها را از اتمسفر پاک کنیم.

انتشار گازهای گلخانه‌ای ادامه پیدا می‌کند؛ حال اگر بتوانیم پس از انتشار متان، آن را به چیزی با قدرت تخریب‌کنندگی کمتر برای آب‌و‌هوا تبدیل کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟ اینجا است که پژوهش جدید پیشنهاد می‌کند با اکسیدکردن متان به دی‌اکسید کربن می‌توان کل متان موجود در اتمسفر را از بین برد. این روش تاکنون مطرح نشده بود و تا پیش از این تمام روش‌های حذف فقط برای دی‌اکسید کربن به‌کار می‌رفت. بااین اوصاف می‌توان ۳٫۲ میلیارد تن متان را به ۸٫۲ میلیارد تن دی‌اکسید کربن تبدیل کرد که معادل چندین ماه انتشار جهانی گازهای گلخانه‌ای است. ویژگی شگفت‌آور این طرح را می‌توان کاهش گرمایش جهانی تا ۱۵ درصد دانست، زیرا متان بسیار بیشتر از دی‌اکسید کربن منجر به گرمایش زمین می‌شود.

روش جدید به‌جای اینکه به انرژی نیاز داشته باشد، انرژی تولید می‌کند و برای شروع به کاتالیزوری مثل فلز نیاز دارد تا متان موجود در هوا را بگیرد و آن را به دی‌اکسید کربن تبدیل کند. یکی از کاتالیزورهای مناسب این هدف، زئولیت است؛ این ماده‌ی بلوری از آلومینیوم، ‌سیلیکون و اکسیژن تشکیل می‌شود و ساختار مولکولی بسیار متخلخلی دارد که می‌تواند مانند اسفنج، متان را جذب کند. پژوهشگران صنعتی به‌خوبی با زئولیت آشنا هستند و از آن برای اکسیدکردن متان به ماده‌ی شیمیایی ارزشمند متانول استفاده می‌کنند.

طبق ایده‌ی دانشمندان، بااستفاده از تعداد زیادی پنکه‌ی برقی که با انرژی تجدیدپذیر کار می‌کند، حجم زیادی از هوا را به داخل اتاق‌هایی هدایت می‌کنند که کاتالیزور در آن‌ها قرار دارد. سپس کاتالیزور را در اکسیژن حرارت می‌دهند تا دی‌اکسید کربن تولید و منتشر شود. این تعداد زیاد پنکه را می‌توان در هرجایی که انرژی تجدیدپذیر و فضای کافی وجود دارد، قرار داد. باتوجه به هزینه‌ی حذف هر تن دی‌اکسید کربن که به‌سرعت از ۵۰ دلار به ۵۰۰ دلار آمریکا رسیده است و شاید در طول این قرن بیشتر شود، درکنار سناریوهای کاهش انتشار که گرمایش زمین را زیر دو درجه نگه‌‌می‌دارد، روش جدید دانشمندان می‌تواند ازنظر اقتصادی امکان‌پذیر و حتی سودآور باشد.

تا انجام پژوهش‌ بعدی که مواد شیمیایی دقیق و زیرساخت‌های صنعتی مورد نیاز را مشخص کند، دانشمندان نمی‌توانند به‌طور قطع این موضوع را تأیید کنند. علاوه‌بر اهداف پاکسازی اتمسفر که در ایده‌ی جدید دانشمندان وجود دارد، حذف متان و احیای اتمسفر می‌تواند ابزاری مضاعف در خدمت بشر باشد و درعین‌حال که روی اهداف شدید آب‌و‌هوایی تمرکز می‌کند، می‌تواند فرصت‌های اقتصادی جدیدی نیز به‌وجود ‌آورد.