با افزایش نگرانیها درباره تغییرات اقلیمی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای، توسعه سوختهای کمکربن و تجدیدپذیر به یکی از مهمترین اهداف صنعت انرژی تبدیل شده است. در حالی که خودروهای برقی بخش مهمی از این مسیر را تشکیل میدهند، برخی شرکتها به دنبال راهکارهایی هستند که بتواند از زیرساختها و موتورهای احتراق داخلی موجود نیز استفاده کند.
شرکت Aircela یکی از این رویکردها را معرفی کرده است؛ سامانهای که میتواند با استفاده از دیاکسید کربن موجود در هوا، آب و برق تجدیدپذیر، بنزین مصنوعی تولید کند.این دستگاه خاص در مقایسه با سایر دستگاههایی که معمولاً برای تبدیل مواد خام به بنزین استفاده میشوند، کوچک تر است، به اندازه ای کوچک خواهد بود که در خانهها، کسب و کارها و حتی محیطهای صنعتی جا شود. این میتواند رساندن بنزین بدون سوخت فسیلی به انبوه مردم را آسانتر از همیشه کند و با هدف کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی و استفاده از کربن موجود در جو توسعه یافته است.
جذب دیاکسید کربن از هوا
نخستین مرحله در این فرآیند، جذب مستقیم دیاکسید کربن از هوای محیط است. سامانه Aircela از محلولی مبتنی بر هیدروکسید پتاسیم برای جذب CO₂ استفاده میکند. هوا از داخل محفظه جذب عبور کرده و دیاکسید کربن موجود در آن توسط محلول جذب میشود.
این فناوری در دسته سامانههای «جذب مستقیم کربن از هوا» یا Direct Air Capture قرار میگیرد که طی سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کردهاند.
تولید هیدروژن از آب
بخش اصلی دیگر این دستگاه باید مخلوط مورد نیاز خود، یعنی هیدروژن را تولید کند. برای تولید سوخت، علاوه بر کربن به هیدروژن نیز نیاز است ایرسلا با استفاده از فرایند الکترولیز - که با برق تجدیدپذیر کار میکند - برای تجزیه آب (H₂O) به هیدروژن و اکسیژن استفاده میکند. هیدروژن برای سنتز سوخت نگه داشته میشود و اکسیژن به طور ایمن اطراف دستگاه آزاد میشود. در عین حال، جاذب مورد استفاده در مرحله جذب برای استفاده مجدد احیا (بازیافت) میشود و به چرخه اجازه میدهد تا به طور مداوم اجرا شود که به عملکرد کل سیستم به عنوان یک گزینه تجدیدپذیر کمک میکند.
سنتز سوخت
در مرحله بعد دی اکسید کربن و هیدروژن جذبشده برای تولید متانول ترکیب میشوند. سپس این متانول از طریق یک فرآیند کاتالیزوری دو مرحلهای معروف (MTG) که به قابل استفاده شدن سوخت در موتورهای موجود کمک میکند، به بنزین مصنوعی تبدیل میشود. در نتیجه، بنزین بدون سوخت فسیلی و آماده برای موتور - کاملاً سازگار با موتورها و زیرساختهای موجود آماده استفاده است.
مسئله مقیاسپذیری
اگرچه فناوری Aircela از نظر فنی جذاب است، اما مهمترین چالش آن مقیاسپذیری و اقتصادی بودن فرآیند محسوب میشود. نسخه فعلی این سامانه تنها حدود یک گالن بنزین در روز تولید میکند. علاوه بر این، تولید هیدروژن از طریق الکترولیز نیازمند مصرف برق قابل توجهی است. بنابراین موفقیت تجاری این فناوری تا حد زیادی به دسترسی به برق ارزان و تجدیدپذیر وابسته خواهد بود. همچنین هزینه تولید هر لیتر سوخت و امکان افزایش ظرفیت تولید در مقیاس صنعتی از عواملی هستند که آینده این فناوری را تعیین خواهند کرد.
جایگاه بنزین مصنوعی در آینده انرژی
بسیاری از کارشناسان معتقدند سوختهای مصنوعی نمیتوانند جایگزین کامل خودروهای برقی شوند، اما میتوانند در بخشهایی که برقیسازی آنها دشوار است نقش مهمی ایفا کنند. حملونقل سنگین، هوانوردی، کشتیرانی و ناوگان فعلی خودروهای مجهز به موتور احتراق داخلی از جمله این بخشها هستند.
در صورتی که انرژی مورد نیاز این فرآیند از منابع تجدیدپذیر تأمین شود، بنزین مصنوعی میتواند به کاهش انتشار خالص کربن کمک کرده و به عنوان یکی از ابزارهای گذار انرژی در کنار خودروهای برقی و سایر فناوریهای پاک مورد استفاده قرار گیرد.
فناوری Aircela هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد، اما نشان میدهد که در آینده ممکن است بخشی از سوخت مورد نیاز جهان نه از دل چاههای نفت، بلکه مستقیماً از هوا و آب تولید شود.
منابع: