أعلن فريق من الخبراء من جامعة ستانفورد عن تطويرهم طريقة جديدة لإنتاج الإيثانول من غاز أول أكسيد الكربون وأشاروا إلى إمكانية استخدام هذه التقنية على نطاق واسع حيث تعد طريقة صديقة للبيئة وأكثر كفاءة من طريقة تجميع الإيثانول من المحاصيل مثل الذرة
بداية تصنيع الإيثانول تتم بتجميعه داخل مرافق تخمير ذات درجات حرارة عالية تحول المواد الكيميائية في المحاصيل مثل: الذرة وقصب السكر وغيرها إلى كحول نقي، ويتم استخدام هذا المركب في تطبيقات واسعة ومتنوعة منها استخدامه كوقود ومذيب في موازين الحرارة لكن هذه الطريقة تستهلك الكثير من الجهد والطاقة وهنا يأتي ما قام به الخبراء في جامعة ستانفورد حيث طوروا طريقة جديدة أسهل وأسرع للحصول على الإيثانول باستخدام محفز كيميائي يعمل تحت درجة حرارة وضغط قياسيين وقد تم نشر تفاصيل هذا العمل بمشاركة ماثيو كانان – أستاذ مساعد في الكيمياء – في 9 أبريل 2014 ضمن أفضل المواضيع في مجلة نيتشر العلميةيقول القائمون على العمل عن هذه التقنية: ” لقد اكتشفنا أول محفز معدني يمكن أن ينتج كميات إيثانول ملحوظة من أول أكسيد الكربون تحت ضغط ودرجة حرارة الغرفة – تفاعل كيميائي بالغ الصعوبة” ومع التقدم الجديد سيصبح من غير الضروري حصد الآف الفدّانات من المحاصيل لإنتاج الإيثانول وبالتالي ستسهم في السماح للمزارعين باستثمار زراعة الأراضي للاستهلاك البشري كما أنها ستقلل من الكميات الهائلة للمياه و الأسمدة التي كانت تستهلك من أجل انتاج الإيثانول ويترتب على ذلك تقليل كمية النيتروجين المتسربة والتلوث المرتبط بالاستخدام المفرط للأسمدة في العالم
وحيث تشير سلسلة من الإحصاءات الأخيرة بأن زراعة بوشل من الذرة (بوشل: مكيال سعته 35 لترا) يستهلك حوالي 800 جالون من المياه (3028 لترا) والتي بدورها تنتج مالا يزيد عن 3 جالون من الإيثانول فقط (13.5 لترا)، أما التقنية الجديدة -التي صممها كانان وطالبة الدراسات العليا كريستينا لي- فإنها تلغي الحاجة إلى إدراج التخمير في عملية التوليف وبالتالي القضاء على العديد من القضايا المرتبطة بإنتاج الإيثانول اليوم
طور الفريق بلورات نانوية من مادة النحاس المشتق من الأكسيد والتي تعد حجر الأساس في هذه التقنية وتستخدم حاليا في صنع أقطاب جديدة للتحفيز الكهربائي للإيثانول
يقول كانان: “معظم المواد غير قادرة على التفاعل مع أول أكسيد الكربون وتتفاعل بشكل حصري مع الماء، النحاس هو الاستثناء الوحيد، إلا أن النحاس التقليدي ليس ذو كفاءة عالية بينما النحاس المشتق من الأكسيد أنتج الإيثانول والأسيتات بنسبة 57% من كفاءة فارادي مما يعني أن 57% من التيار الكهربائي ذهب في إنتاج هذين المركبين من أول أكسيد الكربون. إننا في الحقيقة متحمسون لأن هذا يمثل زيادة الكفاءة أكثر من 10 أضعاف من محفزات النحاس التقليدية كما تشير نماذجنا إلى أن الشبكة البلورية النانوية في النحاس المشتق من الأكسيد كانت حاسمة لتحقيق هذه النتائج”ـ
و يضيف: ” تبيّن دراستنا مدى جدوى صنع الإيثانول عن طريق التحفيز الكهربائي، لكن مع ذلك يجب القيام بالكثير لجعل الجهاز عملي”ـ
