جذب کربن با فناوری باتری؛ گامی بزرگ و ارزان برای مقابله با تغییرات اقلیمی

محققان دانشگاه دلور در یک دستاورد علمی برجسته، موفق به طراحی دستگاهی شده‌اند که با بهره‌گیری از فناوری مشابه باتری‌ها، دی‌اکسید کربن را از هوا جذب می‌کند. این روش نوین که بر پایه فرآیندهای الکتروشیمیایی استوار است، می‌تواند هزینه‌های جذب کربن را به شدت کاهش داده و کارایی سیستم‌های فعلی را دو برابر کند.

مکانیزم عملکرد: شیمی کربن در قلب باتری

برخلاف سیستم‌های سنتی که از فیلترهای برگشت‌پذیر و فرآیندهای حرارتی پرمصرف استفاده می‌کنند، این فناوری جدید از یک فرآیند الکتروشیمیایی در داخل سلول‌های باتری بهره می‌برد. در این ساختار، کاتد باتری با تولید یون‌های هیدروکسید، دی‌اکسید کربن را به کربنات یا بی‌کربنات تبدیل می‌کند.

این ترکیبات از طریق غشای جداکننده به سمت آند حرکت کرده و در آنجا، به دلیل تغییر سطح pH، دوباره به گاز دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شوند. این چرخه مشابه عملکرد باتری‌های نیکل-متال هیدرید است، با این تفاوت که به جای ذخیره انرژی، مانند یک ترازو شیمیایی عمل کرده و کربن را جابه‌جا می‌کند.

مقایسه کارایی و مصرف انرژی

یکی از مهم‌ترین مزایای این نوآوری، کاهش چشمگیر مصرف انرژی است. آزمایش‌های انجام شده بر روی دستگاه آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این سیستم تنها به ۰.۸ مگاوات ساعت انرژی برای جذب هر تن دی‌اکسید کربن نیاز دارد.

چشم‌انداز اقتصادی و تجاری‌سازی

تیم تحقیق که بخشی از آن‌ها در استارتاپ RepAir Carbon فعالیت می‌کنند، پیش‌بینی‌های امیدوارکننده‌ای از نظر اقتصادی ارائه داده‌اند. با توجه به نرخ یادگیری مشابه در صنعت باتری‌های لیتیوم-یون، آن‌ها معتقدند که با افزایش مقیاس تولید، هزینه‌ها به شدت کاهش خواهد یافت.

• هزینه در مرحله پایلوت: حدود ۵۶۶ دلار به ازای هر تن
• هزینه در مقیاس صنعتی: پیش‌بینی کاهش به ۹۲ دلار به ازای هر تن

رسیدن به هدف زیر ۱۰۰ دلار برای هر تن، می‌تواند نقطه عطفی در صنعت جذب کربن باشد و اجازه دهد این فناوری به طور گسترده در سراسر جهان برای مقابله با گرمایش زمین به کار گرفته شود.

در نهایت، این فناوری جدید با ترکیب هوشمندانه الکتروشیمی و مدیریت انرژی، مسیری ارزان‌تر و کارآمدتر برای پاکسازی جو از گازهای گلخانه‌ای فراهم می‌کند که می‌تواند آینده مدیریت کربن را تغییر دهد.