باتری گازی کرهجنوبی آلودگی هوا را به برق تبدیل میکند
پژوهشگران کرهجنوبی موفق به توسعه نوعی باتری گازی شدهاند که میتواند همزمان با جذب گازهای گلخانهای، برق قابل استفاده تولید کند؛ فناوریای که به گفته محققان میتواند پارادایم جدیدی در کاهش تغییرات اقلیمی ایجاد کند.
به گزارش interestingengineering، این دستگاه که مولد جذب گاز و تولید برق (Gas Capture and Electricity Generator) یا به اختصار GCEG نام دارد، توسط تیمی از دانشگاه سونگکیونکوان (SKKU) در سئول توسعه یافته است. هدایت این پروژه را جی-سو جانگ (Ji-Soo Jang) دکترای انرژیهای تجدیدپذیر و استادیار این دانشگاه برعهده داشته و پژوهشگرانی از دانشگاه آجو در سوون و دانشگاه ملی چونگبوک در چونگجو نیز در این تحقیق مشارکت داشتهاند.
تفاوت با فناوریهای متداول جذب کربن
برخلاف سامانههای متداول جذب، استفاده و ذخیرهسازی کربن (CCUS) که برای بهداماندازی و فرآوری گازها به انرژی خارجی قابلتوجهی نیاز دارند این باتری جدید از انرژی آزادشده در فرآیند جذب سطحی (adsorption) گازها برای تولید مستقیم برق استفاده میکند.
تیم تحقیقاتی در گزارش خود تاکید کرده است: جذب گازهای گلخانهای همزمان با تولید برق یک الگوی جدید برای کاهش اثرات اقلیمی ارائه میدهد.
از آلودگی تا انرژی
بر اساس دادههای پایگاه داده انتشار جهانی برای پژوهشهای جوی میزان انتشار جهانی گازهای گلخانهای در سال ۲۰۲۴ به حدود ۵۸.۶ گیگاتن معادل دیاکسیدکربن رسیده است؛ رقمی که البته انتشارهای ناشی از تغییر کاربری زمین و جنگلزدایی را در بر نمیگیرد.
در میان کشورها چین با ۱۳.۱ گیگاتن، ایالات متحده با ۴.۶ گیگاتن و هند با ۳.۲ گیگاتن سه منتشرکننده بزرگ CO۲ در جهان محسوب میشوند. با وجود امضای توافقنامه پاریس در سال ۲۰۱۵ توسط نزدیک به ۲۰۰ کشور برای محدودسازی گرمایش جهانی روند کاهش انتشارها همچنان با اهداف اقلیمی فاصله دارد.
سازوکار باتری گازی چگونه است؟
برای پاسخ همزمان به چالش انتشار گازهای گلخانهای و نیاز به انرژی تیم کرهای یک سامانه نامتقارن (asymmetric system) طراحی کرده که ترکیبی از الکترودهای کربنی و مواد هیدروژلی است.
زمانی که گازهایی مانند دیاکسیدکربن (CO۲ یا اکسیدهای نیتروژن (NOx) با این سامانه تماس پیدا میکنند روی سطح الکترود جذب میشوند. این فرآیند مجموعهای از واکنشهای میکروسکوپی درون دستگاه را فعال میکند؛ از جمله: بازتوزیع بار الکتریکی و مهاجرت یونها.
در نتیجه این فرآیندها باتری قادر است جریان پیوستهای از برق مستقیم (DC) تولید کند؛ آن هم بدون نیاز به منبع انرژی خارجی اضافی.
جانگ در اینباره میگوید: این پژوهش نشان میدهد گازهای گلخانهای صرفا آلایندههایی برای مدیریت نیستند بلکه میتوانند بهعنوان یک منبع جدید انرژی مورد استفاده قرار گیرند.
پژوهشگران معتقدند این باتری میتواند فراتر از مرحله آزمایشگاهی حرکت کند. از آنجا که این سامانه بهصورت خودکار برق تولید میکند امکان توسعه نسل جدیدی از فناوریهای خودتأمین انرژی را فراهم میآورد.
جانگ در بیانیهای مطبوعاتی اعلام کرد: هدف ما توسعه بیشتر این فناوری بهعنوان یک پلتفرم زیستمحیطی است که نهتنها به بیطرفی کربنی دست مییابد بلکه انرژی نیز تولید میکند.
از جمله کاربردهای احتمالی این فناوری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- حسگرهای پایش کیفیت هوا بدون نیاز به باتری
- دستگاههای اینترنت اشیا (IoT) توزیعشده در مناطق دورافتاده یا فاقد زیرساخت انرژی
- استفاده در تأسیسات صنعتی برای کاهش همزمان انتشار گازهای خروجی و بازیابی انرژی از دودکشها
به گفته تیم پژوهشی این فناوری امکان برداشت انرژی و کاهش انتشار بهطور همزمان را فراهم میکند.
دانشمندان در جمعبندی خود تاکید کردهاند: در این رویکرد آلایندههای جوی عملا بهعنوان "سوخت" تولید برق عمل میکنند؛ بهگونهای که همزمان محیط زیست را پاکسازی کرده و انرژی تامین میکنند. با ادغام جذب گاز و تولید برق در یک پلتفرم خودتامین این فناوری مسیری مقیاسپذیر و کممصرف برای کاهش چندین گاز گلخانهای فراهم میکند و راهبردی امیدبخش برای دستیابی به بیطرفی کربنی ارائه میدهد.
نتایج این پژوهش در نشریه علمی Energy & Environmental Science منتشر شده است.
انتهای پیام/
