علماء يطورون طريقة تعمل بالضوء الشمسي لالتقاط الكربون
كشف باحثون عن تكنولوجيا جديدة تستخدم ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية قيمة، مما يقدم اختراقًا محتملاً في التخفيف من التغير المناخي. الطريقة، التي تم تفصيلها في دراسة حديثة، تحقق كفاءة عالية دون مدخلات طاقة خارجية. يمكن لهذه الابتكار أن يحول انبعاثات الصناعة إلى منتجات مفيدة.
في دراسة نُشرت في 29 سبتمبر 2025، أعلن علماء من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، عن عملية فوتوكاتاليزية رائدة تستغل ضوء الشمس لالتقاط ثاني أكسيد الكربون الجوي (CO2) وتحويله إلى فورمات، وهو مقدمة كيميائية رئيسية للوقود والمواد.
البحث، الذي قادته الباحثة الرئيسية الدكتورة إميلي تشين، يظهر أن محفزًا مصممًا خصيصًا —مكون من جسيمات نانوية من النحاس المضمنة في إطار من ثاني أكسيد التيتانيوم— يمكنه تحقيق كفاءة تحويل تصل إلى 95% تحت ظروف شمسية محاكاة. 'هذا النهج يقلد التمثيل الضوئي الطبيعي لكنه بكفاءة أعلى بكثير، محولًا تهديدًا مناخيًا إلى فرصة'، قالت تشين في ملخص الورقة.
بدأت جدول زمني التطوير في أوائل 2024 عندما حدد الفريق عدم الكفاءة في الأنظمة الفوتوكاتاليزية الحالية، والتي غالبًا ما تتطلب درجات حرارة عالية أو كهرباء. على مدى 18 شهرًا، قاموا بتكرار تصاميم المواد، اختبار أكثر من 50 نسخة في إعدادات المختبر. بحلول منتصف 2025، أظهرت النماذج الأولية أداءً مستقرًا لأكثر من 100 ساعة من التشغيل المستمر، كما هو مذكور في الدراسة.
يكشف السياق الخلفي أن هذا العمل يعالج الحاجة الملحة لتقنيات التقاط الكربون القابلة للتوسع وسط ارتفاع الانبعاثات العالمية. الطرق الحالية، مثل الامتصاص القائم على الأمين، مكثفة الطاقة ومكلفة، تلتقط فقط حوالي 90% من CO2 من المصادر النقطية. يعمل الطريقة الجديدة في ظروف محيطية، مما قد يقلل التكاليف بنسبة 40%، وفقًا لتحليل اقتصادي أولي في الورقة.
تسلط آراء الشريك المؤلف الدكتور راج باتيل الضوء على التداعيات الأوسع: 'إذا تم توسيعها، يمكن دمجها في مزارع الطاقة الشمسية، منتجة مواد كيميائية بينما تعوض الانبعاثات.' ومع ذلك، تبقى التحديات، بما في ذلك متانة المحفز في الرطوبة الواقعية وتوسيع الإنتاج. تشير الدراسة إلى عدم وجود تناقضات مباشرة مع البحوث السابقة لكنها تبني على نتائج 2023 من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حول أنظمة نحاسية مشابهة، محسنة العائد بنسبة 25%.
يؤكد هذا التطور الجهود المستمرة في الكيمياء المستدامة، مع خطط تجريبية محتملة لعام 2026 في إعدادات صناعية.