تكنولوجيا سويسرية لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 90%

شاحنات ومقطورات في موقع أكبر مركز لوجستي تايع بمجموعة كوب للبيع بالتفصيل في شافيشهايم في كانتون أورغاو ، سويسرا ، وقد التقطت هذه الصورة في 14 مارس 2018. © Keystone / Christian Beutler

يمكن خفض كميات ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من الشاحنات بنسبة 90%، وفقا لدراسة علمية مسجلة تحت براءة اختراع من طرف باحثين في المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان.

تهدف هذه الدراسة إلى ابتكار تكنولوجيا تكون قادرة على تجميع غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من أنبوب العادم، ثم تخزينه في شكل سائل على متن الشاحنة، قبل تحويله مرة أخرى إلى وقود صالح للاستعمال.    

في أوروبا، تعتبر وسائل النقل مسؤولة على ما يقرب من 30% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، و72% من هذه الانبعاثات يتسبب فيها النقل البري، وفق بيان أصدره المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان بوم الإثنيْن 23 ديسمبر الجاريرابط خارجي.

وإذا كان من الممكن أن يُمثل اللجوء إلى الطاقة الكهربائية حلا بالنسبة للنقل الفردي، فإن الحد من الانبعاثات الناتجة عن نقل البضائع – بالشاحنات أو العربات الكبيرة – يُمثل معضلة أشد تعقيدا.  

حشد العديد من التقنيات

في التصوّر المسجل تحت براءة اختراع من طرف باحثين سويسريين، يتم اللجوء إلى العديد من التقنيات التي طوّرها المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان من أجل التوصّل إلى تجميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ثم تحويله من وضع الغاز إلى سائل، مع استخدام الطاقة المتوفّرة على متن الشاحنات إلى أقصى حد مُمكن، مثل الحرارة المنبعثة من المحرّك.

بعبارات أكثر وضوحا، سوف يتم تبريد الانبعاثات المستخرجة من عادم الشاحنة، ثم فصل المياه عن الغازات، وعزل ثاني أكسيد الكربون لاحقا عن الغازات الأخرى كالنيتروجين والاكسيجين بواسطة نظام يعتمد على أطر معدنية – عضوية (MOFs) ومخصص تحديدا لامتصاص ثاني أكسيد الكربون.

تم تطوير هذه المواد من قبل باحثين في مجال الطاقة في فرع تابع للمعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان في كانتون فاليه. وبمجرد تشبّع هذا الإطار بثاني أكسيد الكربون، يتم تسخينه لاستخراج غاز نقيّ. في مرحلة لاحقة، تستخدم الشواحن التوربينية عالية السرعة التي طوّرها فرع آخر تابع للمعهد في نوشاتيل حرارة المحرّك لضغط ثاني أكسيد الكربون المنقى وتحويله من هناك إلى سائل.

كبسولة فوق مقصورة السائق

يتم تخزين هذا السائل المستخرج من الغازات المصفاة على سطح الشاحنة أو العربة، وبالإمكان تحويله إلى وقود أحفوري تقليدي في محطة وقود عادية وباستخدام الطاقة الكهربائية النظيفة. في هذا الصدد، يقول فرانسوا مارشال، من المجموعة المختصة في أنظمة الطاقة والتقنيات الهندسية بكلية العلوم بلوزان، التي تشرف على المشروع: “يكفي أن تقوم الشاحنة بإنزال هذا السائل عند تزوّدها بالوقود في محطة ما”.

العملية برمتها سوف يتم تنفيذها في كبسولة موضوعة فوق مقصورة السائق. وهذه الكبسولة والخزان “يمثل وزنها 7% فقط من حمولة الشاحنة أو السيارة. والعملية في حد ذاتها موفّرة للطاقة”، بحسب فرانسوا ماريشال. 

في الأثناء، تشير حسابات الباحثين إلى أن “الشاحنة التي تستهلك كيلوغراما من الوقود التقليدي، سوف تنتج ثلاث كيلوغرامات من سائل ثاني أكسيد الكربون”. أما الـ 10% المتبقية من انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون، الغير قابلة لإعادة التدوير، فيقترح الباحثون تعويضها باستخدام طاقة الكتلة الإحيائية.

يُشار إلى أنه قد تمّ نشر براءة الاختراع الخاصة بهذا البحث في عدد المجلة العلمية الدولية Frontiers in Energy Researchرابط خارجي لشهر ديسمبر 2019.