روشی جدید برای جذب کربن دی اکسید از فضا

**روش به‌روزِ جذب مستقیمCO₂ از فضا **
( وقتی ضایعات موادغذایی به وسیله‌‌ای برای جذبCO₂ تبدیل می‌شوند! )

Das neue Direct-Air-Capture-Verfahren
Lebensmittelabfälle aus der Käse- und Tofuproduktion werden zu kleinen
Kügelchen verarbeitet, die CO2 auffangen köen.
Mezzenga Lab / ETH Zurich

ابتدا تبییناتی ضروری :
1- عنوان فوق با توجه به عدم دسترسی به سایت بلاگفا و در خروجی به "وبلاگ علوم و تکنولوژی رنگ " در تاریخ 30.04.1405در سایت ایران پلیمر منتشر گردید، که در اینجا سپاسگزاری مجدد از مدیر مسئول محترم سایت مذکور؛ سرکار خانم مهندس علیزاد، را بر خود واجب می دانم .
2- ... و اکنون "ماجرای" آنچه را که منتهی به انتشار (مطلب) در سایت ایران پلیمر گردید:
نگارنده ( حمید رقمی) بیش از 20 سال است که- بطور مستمر- و با بیش از 400 (چهارصد) عنوان پست، دیدگاه‌ های خود؛ مطالب؛ مباحث و ترند های علمی روز به ویژه در ارتباط با شیمی و رنگ را- عمدتاً از منابع آلمانی- در وبلاگ خود، " وبلاگ علوم و تکنولوژی رنگ " منتشر کرده است . نامبرده از ایام پس از جنگ 40 روزه که اینترنت بین الملل ( کم و بیش) مجدداً قابل استفاده گردید، نیز سعی بر آن داشت که طبق روال گذشته، وبلاگ خود را-در سایت بلاگفا- به روز رسانی نماید. این سعی و تلاش ولی(عملاً) نا موفق از آب درآمد، چون « بلاگفا » همچنان باز نمی شد (و نمی شود) !
چه باید می‌کردم ؟؟
راه ها و گزینه های مختلف و متعددی را مرور کردم :
از یک سایت "وبلاگ دهنده آلمانی" تا برخی از وبلاگ های ایرانی؛ از یک وبلاگ در سایت گوگل تا تهیه مطالب و ارسال آن در فایل (PDF) از طریق ایمیل برای علاقمندان و مطالعه کنندگان مطالب اینجانب در بلاگفا و... و (بالاخره) نشر دیدگاه ها و مقالات خود - موقتاً تا باز شدن مجدد سایت بلاگفا- در سایت « ایران پلیمر»، البته مشروط به موافقت مدیر مسئول سایت ایران پلیمر با این گزینه.
در یک مذاکره (تلفنی) با سرکار خانم مهندس علیزاد منیر« مدیر مسئول مجلات بسپار و سایت ایران پلیمر» و درخواست مشورت با ایشان. نامبرده نظرات خود را بیان نموده و نهایتاً (و با گشاده رویی) با پیشنهاد انتشار مقالات اینجانب در سایت ایران پلیمرموافقت فرمودند.
با سپاس فراوان از سرکار خانم مهندس علیزاد منیر / حمید رقمی
3- محور قدردانی(اینجانب) از مدیریت محترم بلاگفا
" آیتم "یا « سو تیتر » شماره 3 - قدردانی از مدیریت محترم بلاگفا - که در « سایت ایران پلیمر » ( حتماً به دلایل موجه ) حذف گردیده بود، را نیز ذیلاً مشاهده می کنید .
... "در اینجا در ادامه برخود واجب می دانم که از مدیریت محترم و کادر فنی سایت بلاگفا برای در اختیار قرار دادن بدون هزینه وبلاگ"علوم و تکنولوژی رنگ"و پشتیبانی بیش از 20 ساله از آن، با احترام قدردانی نمایم."

=====================================

مقاله اصلی :
وقتی ضایعات موادغذایی به وسیله‌‌ای برای جذبCO₂ تبدیل می‌شوند!
تاریخ انتشار منبع : 12.06.2026
حذف ( یا افت) گاز کربن‌دی‌اکسید( CO₂ )از جو، یک مسیر مهم در مبارزه با دگرگونی‌ها اقلیمی محسوب می‌شود. اما این پروسه تا هم اکنون بسیار انرژی‌بر و گران بوده است. اکنون (ولی) محققانِ دست اندر کار این "معضل"، فرآیندی به‌روز را - با راندمان خوب- عملی کرده‌اند که کربن دی‌اکسید را (بطور کارآمد) جذب کرده و با استفاده از انرژی کم دوباره آن را آزاد می‌کند. ماده اولیه برای این روش، ضایعات تولید پنیر و "توفو"* است.
* "توفو": توفو (tofu ) یا «پنیر سویا» محصولی ست که از فرایند بستن شیر سویا به دست می‌آید. این شیر (دََ لَمه بسته) را با فشار به قالب‌های سفید نرم تبدیل می‌کنند. خاستگاه توفو چین است و امروزه بخشی از آشپزی کشورهای آسیای جنوب شرقی، همچون چین، ژاپن، کره، اندونزی، ویتنام و دیگر کشورها را تشکیل می‌دهد.
*منبع : tofu (engl.), Tofu (deutsch), Wikipedia
گرمایش جهانی و گازهای گلخانه‌ای
برای تثبیت گرمایش جهانی ( زیر ۱.۵ درجه سلزیوس)در درازمدت، علاوه بر نزول شدید انتشار گازهای گلخانه‌ای، به فناوری‌هایی برای حذف و ذخیره صدها میلیارد تن کربن‌دی‌اکسید (CO2) از جَو نیاز است. سناریوهای مختلفِ موجود برای این کار، در آخرین گزارش ارزیابی کمیته بین دولتی «دگرگونی‌ها اقلیمی» (IPCC) ، ارزیابی می‌شود.
( IPCC = Intergovernmental Panel on Climate Change )
Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen ( کمیته بین دولتی برای تحولات اقلیمی)
گروه‌های تحقیقاتی و استارتاپ‌های متعددی سال‌هاست که روی روش‌هایی برای حذف مستقیم CO2 از هوا با فرآیندهای موسوم به « جذب مستقیم هوا » (DAC) (Direct Air Capture) کار می‌کنند.
شرکت Climeworks که در سال ۲۰۰۹ به عنوان زیرمجموعه‌ای از ETH * ( زوریخ ) تأسیس شد، یکی از اولین های ارائه‌دهنده DAC ( Direct Air Capture ) (تجاری) در جهان است. با این حال ولی تا به امروز، حذف مستقیم CO2 از هوا همچنان انرژی‌بر و گران است.
ETH * دانشگاه فنی فدرال زوریخ (Federal Institute of Technology Zurich)
پروتئین‌های کُروی متخلخل دی‌اکسید کربن را جذب می‌کنند
در مقاله‌ای که به تازگی در مجله تخصصی PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences ) ارائه شده است، محققان رویکرد به‌روز( و بِکری ) را برایDAC (Direct Air Capture ) ارائه می‌دهند. گروهی به سرپرستی محقق مواد، رافائل مزنگا (Raffaele Mezzenga ) استاد گروه علوم و فناوری بهداشت در ETH زوریخ، استفاده از آب پنیر و بقایای تولید توفو برای جذب CO2 را در دستور کار قرار داده است.
همزمان با تولید شیر و توفو، مقادیر زیادی محلول غنی از پروتئین تولید می‌شود. از این میزان تنها بخش کوچکی در تولید مواد غذایی استفاده می‌شود و بقیه به عنوان « پسماند» باقی می‌ماند. محققان پروتئین‌ها را از این « پسماند»ها جدا کرده و از آنها برای (ایجاد )زنجیره‌های بلند و نازکی به نام « فیبریل‌های آمیلوئید » استفاده می‌کنند. سپس این فیبریل‌ها را با هیدروکسید پتاسیم ( KOH) می‌پوشانند و آنها را به کُره‌هایی با قطر نیم سانتی‌متر تا یک سانتی‌متر تبدیل می‌کنند. مزنگا (Mezzenga ) تبیین می‌دهد: "ماده حاصل، مانند اسفنجی است که می‌تواند مقدار زیادی CO2 را از طریق پتاسیم هیدروکسید جذب کند."
وقتی پروتئین‌های کُروی متخلخل در معرض هوای محیط قرار می‌گیرند، هیدروکسید پتاسیم با CO2 واکنش کرده و "پتاسیم بی‌کربنات" ( صحیح : پتاسیم هیدروژن کربنات) ، ایجاد می‌شود.. در این فرآیند CO2 از هوا جذب می‌گردد.
ژو دونگ (Zhou Dong )، محقق فوق دکترا در گروه مزنگا (Mezzenga ) و نویسنده (اول) این مقاله، تبیین می‌دهد:
" ما در آزمایش‌های خود با هوای محیط، توانستیم ۹۷ میلی‌گرم CO2 را از یک گرم ماده موسوم به « پروتئین‌های کُروی کوچک متخلخل» حذف کنیم. این مقدار بسیار زیاد است و ۱۰ تا ۵۰ درصد بیشتر از ظرفیت روش‌های متداول DAC است. دونگ تخمین می‌زند که به لحاظ تئوری، حدود ۱۰۰ گرم CO2 در هر چرخه فرآیند از یک کیلوگرم "پروتئین‌های کُروی" جدا می‌شود.
روش هایی برای « اقتصاد چرخشی »
فرآیندهای متداول DAC معمولاً از گرما و فشارِ افت‌یافته برای جدا کردن دی‌اکسید کربن از ماده جاذب استفاده می‌کنند. این فرایند برای ذخیره بعدی CO2 و پردازش آن به مواد دیگر و در برآیند حذف آن از جو در درازمدت ضروری است. حال و نظر به ایکه این فرآیند به انرژی زیادی نیاز دارد، لذا روشDAC فقط زمانی که انرژی تبه‌روزپذیر فراوان در دسترس باشد، (از نظر انرژی و اقتصادی) مقرون به صرفه خواهد بود.
مزنگا (Mezzenga ) و تیمش برای مطالعه بیشتر روی " پروزه در دست برسی"، رویکرد متفاوتی را در پیش گرفتند:
تیم مذکور برای جدا کردن دی‌اکسید کربن از پروتئین‌های کروی، آنها را به طور متناوب با یک اسید و باز ملایم به مدت حدود ده دقیقه در دمای اتاق اسپری می‌کنند. با این کار پیوندهای شیمیایی ( به نوعی) "مختل" شده و توانایی جداسازی CO2 فراهم می‌گردد. سپس اسید، باز و کُره‌ها ( پروتئن‌های کروی) – آزاد شده - می‌توانند دوباره مورد استفاده قرار گیرند. ژو دونگ (Zhou Dong ) تبیین می‌دهد: " مواد مصنوعی که در وضعیت کنونی برای جذب CO2 استفاده می‌شوند به سرعت تجزیه می‌شوند و پروتئین‌های کروی ما برای مدت طولانی‌تری پایدار می‌مانند."
گروه محققان 30 چرخه جذب و آزادسازی CO2 را در آزمایشگاه بدون هیچ گونه افت قابل توجهی در راندمان، آزمایش کردند. مزنگا (Mezzenga ) معتقد است که " این ماده پس از چند هزار چرخه نیاز به تعویض دارد زیرا ظرفیت جذب کم شدن می‌یابد" وی علاوه بر این شرح می‌دهد که "« پروتین‌های کُروی» می‌توانند به عنوان کود درکشاورزی استفاده گردیده و یا به سوخت زیستی تبدیل شوند. این‌ها دقیقاً از مواد آلی تشکیل شده‌ و به راحتی « زیست تخریب‌پذیر » هستند و لذا این فرایند می تواند به عنوان « بخشی از یک اقتصاد چرخشی » مورد توجه قرار گیرد."
مزنگا (Mezzenga )از سوی دیگر تأکید می‌کندکه :"موادی که ما در این فرآیند استفاده می‌کنیم غیرسمی هستند و برای تماس با مواد غذایی تأیید شده‌اند..»ضمناً تجزیه و تحلیل چرخه عمر، حاکی از آن است که روش آنها در (کل) چرخه عمر خود نسبت به سایر روش‌های DAC تأثیر زیست‌محیطی کمتری دارد."
احتمالاً مناسب تر از سایر روش ها !
اینکه آیا این فناوری می‌تواند برای استفاده عملی مقیاس‌پذیر باشد و اینکه آیا ظرفیت جذب بالای CO2 در مقیاس بزرگتر حفظ می‌شود یا خیر، تنها در آزمایش‌های بیشتر مشخص خواهد شد. برای مطالعه‌ای که در روزهای گذشتهً ارائه شده است، محققان این فرآیند را در یک محیط آزمایشگاهی کنترل‌شده با چند گرم پروتئین های کُروی آزمایش کردند و در حاصل تقریباً 50 گرم CO2 را به هم متصل و ایزوله کردند.
مزنگا (Mezzenga ) با اطمینان می‌گویدکه " او تقریباً 20 سال است که با فیبریل‌های آمیلوئید کار می‌کند و با این ماده آشناست. در گذشته، او از آن برای توسعه جایگزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر برای پلاستیک‌ها و روش‌هایی برای تصفیه آب استفاده کرده است. او از سوی دیگر می‌گویدکه: " ما متقاعد شده‌ایم که این فناوری را می‌توان در مقیاس بزرگ تولید کرد." اگرچه پژوهش‌گران مرتبط هنوز هزینه دقیق هر تن CO2 جذب شده را محاسبه نکرده‌اند،
مزنگا (ولی) فرض می‌کند که " این هزینه به طور قابل توجهی کمتر از DAC معمولی خواهد بود، زیرا از فناوری ارزان‌تر و پایدارتر استفاده می‌کند و لذا به انرژی کمی نیاز دارد و مهم‌تر اینکه، بر پایه یک محصول( نسبتاً )بی‌مصرف بنا گردیده که به میزان فراوان در دسترس است و این امر می‌تواند یک تغییر دهنده بازی برای حذف CO2 (در آینده) از هوا باشد.."
منبع : chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess