مقالات بالعربي: الاحتباس الحراري
‏إظهار الرسائل ذات التسميات الاحتباس الحراري. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات الاحتباس الحراري. إظهار كافة الرسائل

11/12/2016

خلية كهروكيميائية تنتج الكهرباء والمواد الكيميائية من ثاني أوكسيد الكربون !

خلية كهروكيميائية تنتج الكهرباء والمواد الكيميائية من ثاني أوكسيد الكربون !


يقول الباحثون أنه باستخدام الألمنيوم والأوكسجين سيكون هناك تكنولوجيا جديدة يمكن من خلالها تحويل ثاني أوكسيد الكربون إلى مواد كيميائية مفيدة وأيضاً تولد كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية.

تعتمد على نطاق واسع بالتقاط الكربون واستخدامه واحتجازه فيما يسمى بتقنية (CCUS)، والتقنية حالياً محدودة في جزئية مقدار الطاقة لالتقاط الكربون.

بالإضافة إلى الوسائل لتحقيق الاستفادة القصوى من ثاني أوكسيد الكربون، منها تخزينه عن طريق تحويله إلى مواد كيميائية مفيدة ووقود وهذا ما أُثبتت صعوبة تطويره.

لكن مؤخراً المهندس الكيميائي (Lynden Archer) وزملائه في جامعة Cornell تحققوا إذا ما كانت الخلايا الكهروكيميائية قادرة على التقاط الكربون وتوليد الطاقة معاً.

مثل باقي الخلايا الكهروكيميائية افترضوا استخدام معدن ليكون القطب الموجب (Anode)، والتدفقات المخلوطة من ثاني أوكسيد الكربون والأوكسجين ليكونوا المكونات النشطة للقطب السالب (Cathode).

إن نواتج التفاعل الكهروكيمياوي بين القطب الموجب والسالب يمكنها عزل ثاني أوكسيد الكربون إلى مركبات غنية بالكربون في حين إنتاج الطاقة أيضاً.

آرثر وزميله وجدي السادات فصّلوا النتائج التي توصلوا إليها على النت في 20 July في مجلة Science Advances.

تستخدم الأبحاث السابقة الليثيوم الصوديوم والمغنيزيوم كقطب موجب في مثل هذه الخلايا الكهروكيميائية وفيها يتم تحويل ثاني أوكسيد الكربون إلى كربونات غير مفيدة.
يقول آرثر:
"بعدها تم اختيار استخدام الألمنيوم، وهو ثالث أكثر العناصر وجوداً في القشرة الأرضية".

ووفرة الألمنيوم تجعله رخيصاً، كما أنه أقل نشاطاً كيميائياً من الليثيوم والصوديوم، مما يجعله أكثر أماناً في العمل.

في الجهاز الجديد، يتكون القطب الموجب من رقائق الألومنيوم، والقطب السالب من مادة مسامية، موصل للكهرباء مثل شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ التي تسمح لثاني أوكسيد الكربون والأوكسجين بالمرور عبره، الالكتروليت بين الموجب والسالب هو السائل بينهما الذي لا يسمح بانتقال الجزيئات.

في التجارب، يمكن للخلية الكهروكيميائية توليد ما يصل إلى 13 أمبير ساعي لكل غرام من الكربون التي تلتقطه، دون الحاجة إلى وجود محفز أو درجات حرارة عالية.
وعلاوة على ذلك، فإن تحويل ثاني أوكسيد الكربون إلى أكسالات الألومنيوم، والتي بدورها، يتم تحويلها بسهولة إلى حمض الأكساليك، وهي مادة كيميائية تستخدم على نطاق واسع في الصناعة.

من الناحية النظرية، إضافة مركبات إضافية إلى القطب السالب قد تساعد على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية أخرى مفيدة.

ولاحظ آرثر أن الالكتروليت في مجموعة خليته الكهروكيميائية لا يعمل إذا تعرض للماء. وهذه مشكلة لأن انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون التي يتعامل معها الجهاز قد تؤثر، مثل الانبعاثات في المصانع أو محطات توليد الكهرباء، قد تكون محملة بالرطوبة.
ومع ذلك قد يكون من الممكن العثور على الالكتروليت الذي يتحسس بشكل أقل للماء.

من يدري؛ قد يحدث هذا الابتكار في حال تطويره ثورة في مجال البيئة والطاقة !

المصدر:
spectrum.ieee.org

تدقيق لغوي: محمد طحان

10/18/2016

الجامعة الهاشمية في الأردن تحقق رقماً قياسياً في الاستفادة من الشمس !


الجامعة الهاشمية في الأردن تحقق رقماً قياسياً في الاستفادة من الشمس !


في سابقة فريدة من نوعها على مستوى الجامعات عالمياً؛ حققت الجامعة الهاشمية في الأردن رقماً قياسياً في فاتورة الكهرباء؛ حيث بلغت قيمتها ديناراً أردنياً واحداً فقط؛ أي مايعادل واحد يورو تقريباً؛ خلال 3 أشهر !

وذلك بسبب اعتمادها على الطاقة الشمسية كُلياً في توليد الكهرباء؛ حيث تملك الجامعة الهاشمية محطةً للطاقة الشمسية تمتد على مساحة 70 دونماً داخل الحرم الجامعي؛ ومكونة من 17 ألف لوح كهروضوئي لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، فهل تحتذي بها باقي الجامعات العربية ؟

المصدر:
TheHashemiteUniversity

5/03/2016

ليست كل آثار انبعاثات الكربون في الجو سلبية !

ليست كل آثار انبعاثات الكربون في الجو سلبية !


قد يعيد العلماء النظر، فوفقاً لدراسة جديدة تم نشرها في مجلة (Nature Climate Change) في الخامس والعشرين من شهر أبريل/نيسان، فقد أظهرت ربع إلى نصف أراضي الكوكب المزروعة اخضراراً هاماً على مدى الخمس والثلاثين سنة الأخيرة بشكل كبير، وذك تبعاً لارتفاع مستويات غاز ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

وقاد ذلك المجهود فريق دولي مؤلف من 32 مؤلِفاً من 24 مؤسسة في ثماني بلدان، والذي تضمن استخدام بيانات القمر الصناعي الخاص بمقياس الطيف التصويري متوسط التصميم لـ"ناسا" ووسائل الإدارة العالمية الجوية والمحيطية الراديوية المتقدمة عالية التصميم، من أجل المساعدة في تحديد مؤشر مناطق التورق، أو كمية الغطاء الورقي، في مناطق الكوكب المزروعة.

يمثل الاخضرار زيادة في الأوراق على النباتات والأشجار معادلاً في المساحة حتى ضعفي الولايات المتحدة القارية!

الأوراق الخضراء تستخدم الطاقة من ضوء الشمس من خلال عملية التركيب الضوئي لتوحد كيميائياً غاز ثاني أوكسيد الكربون المتعادل في الهواء مع الماء، والمواد الغذائية المستهلكة من الأرض لإنتاج السكر، والتي تعد المصدر الرئيسي للحياة على الأرض من الغذاء، والألياف النباتية، والوقود.

أظهرت دراسات أن معدلات ثاني أوكسيد الكربون المتزايدة تزيد من عمليات التركيب الضوئي، وتحفز النباتات على النمو.

بأية حال، فإخصاب ثاني أوكسيد الكربون ليس المسبب الوحيد لنمو النباتات المتزيد، فأيضاً غاز النتروجين، وتغير الغطاء الأرضي، والتغير المناخي بالتسخن العالمي، وتغيرات الهطولات وضوء الشمس، كل ذلك يساهم في أثر الاخضرار.

ولتحديد مدى مساهمة ثاني أوكسيد الكربون، قام باحثون بتشغيل بيانات ثاني أوكسيد الكربون وكل مكون على حدى من خلال عدة نماذج من الحواسيب التي تحاكي نمو النباتات الملاحظ في بيانات الأقمار الصناعية.

وقال المؤلف المشارك "راجا مينيني" المدرس في قسم البيئة والأرض في جامعة بوسطن، أن النتائج أظهرت أن إخصاب ثاني أوكسيد الكربون يفسر 70% من أثر الاخضرار.
وأضاف: "ويأتي النتروجين كمسبب في المرتبة الثانية من الأهمية، بنسبة 9%. لذا فنحن نرى الدور الكبير الذي يلعبه ثاني أوكسيد الكربون في هذه العملية".

هنالك حوالي 85% من الأراضي الخالية من الجليد المغطاة بالغطاء النباتي، وجميع المنطقة المغطاة بالأوراق الخضراء على الأرض تساوي بمتوسط 32% من كامل سطح الأرض، بما فيها مناطق المحيط، واليابسة، والصفائح دائمة الجليد مجتمعة.

وقال المؤلف الرئيسي "زيكون زو" عن مدى الاخضرار خلال الخمس والثلاثين سنة الماضية:
" له القدرة بشكل رئيسي على تغيير دورة المياه والكربون في النظام المناخي" وزيكون هو باحث من جامعة بكين في الصين، والذي قام بالنصف الأول من هذه الدراسة مع "مينيني" كطالب بحث زائر في جامعة بوسطن.


كل عام، ما يقارب نصف العشرة ملايين طن من الكربون المنبعث في الجو من أنشطة الإنسان يبقى مخزناً في أجزاء متساوية تقريباً في المحيطات والنباتات

وقال المؤلف المشارك شيلونغ بياو عن كلية العلوم المدنية والبيئية في جامعة بكين:
" بالرغم من أن دراستنا لم تتطرق إلى العلاقة بين الاخضرار وتخزين الكربون في النباتات، فدراسات أخرى أفادت أن تزايد غور الكربو ن على الأرض منذ فترة 1980، وهو ما يتسق تماماً مع فكرة اخضرار الأرض"

بينما بإمكان ارتفاع معدلات ثاني أوكسيد الكربون في الهواء أن يكون مفيداً للنباتات، فهو أيضاً المتهم الرئيسي في التغير المناخي. الغاز الذي يحبس الحرارة في الغلاف الجوي للأرض تم زيادته منذ العصر الصناعي نتيجة لحرق النفط، والغاز، والفحم الحجري، والأخشاب لأجل الطاقة ازالت مستمرة حتى تصل إلى معدلات لا ترى حتى نصف مليون عام على الأقل. وتشمل آثار تغير المناخ ظاهرة الاحتباس الحراري، وارتفاع مستويات البحر، ذوبان الأنهار الجليدية والجليد البحري، وكذلك أحداث طقس أكثر قسوة.

وقال المؤلف المشارك الدكتور "فيليب سياس" أن الآثار المفيدة لثاني أوكسيد الكربون على النباتات قد تكون أيضاً محدودة، وهو مساعد مدير مختبر علوم المناخ والبيئة " Gif-sur-Yvette" في فرنسا، وأضاف: "أظهرت الدراسات أن النباتات تتأقلم أو تتكيف لارتفاع عدلات ثاني أوكسيد الكربون، وأن تأثير الإخصاب يتقلص مع مرور الوقت".

وقال المؤلف المشارك "جوسيب كانادل" عن شعبة المحيطات والغلاف الجوي في منظمة رابطة الشعوب البريطانية " Commonwealth" للبحث العلمي والصناعي في كانبيرا(عاصمة أستراليا) : " في حين أن الكشف عن الاخضرار يرتكز على البيانات، يستند العزو إلى مختلف المسببات إلى المخططات"
وأضاف كانادل أنه بينما تمثل المخططات أفضل نظام محاكاة لمكونات نظام الأرض فإنه يتم تطويرها باستمرار.

المصدر:
climate.nasa.gov