https://virgool.ir/feed/@m_97332305fa2026-11-11 10:23:34https://files.virgool.ir/upload/users/3938210/avatar/S9JbBd.jpghttps://virgool.ir/@m_97332305https://virgool.ir/@m_97332305/درخت-مایع-چیست-uf8qc1zmvorlبه نام خداراجع به گرمایش کره زمین و افزایش میزان گاز های گل خوانه ای به خصوص کربن دی اکسید مباحث CCUS (carbon capture utilization storage) شنیده ایم اما این مطلب چقدر جدی است؟توافق پاریس در سال 2015 تقریبا توسط تمام کشورهای جهان تصویب شده و هدف آن محدود کردن گرمایش جهانی به زیر 2 درجه سانتی گراد (نسبت به قبل از انقلاب صنعتی ) است و متاسفانه امروزه ما 1.5 درجه سانتی گراد افزایش را رد کرده ایم . 1.5درجه ! بینهایت نزدیک به فاجعه 2 درجه !البته ما با تغییرات اقلیمی در طی سال های اخیر همگی دست و پنجه نرم کرده ایم و نیازی به توضیح در این باره نیست خب حال جهان به چه سمتی است ؟همه در حال کاهش میزان کربن دی اکسید هستند. شرکت های خودرو سازی به سرعت در حال برقی شدن اند . صنایع به دنبال کاهش میزان کربن دی اکسید هستند و ... که این کار بر عهده ما مهندسان شیمی می باشد.کربن دی اکسید را میتوان با حلال آمین جذب شیمیایی کرد و آن را در صنایع ( حتی نوشابه سازی ) استفاده کرد:Co2 + 2NaOH → NaCO3 +H2Oمیتوان آن را با سود واکنش داد و از آن نمک سدیم کربنات به دست آورد . دقت کنیم که تبدیل کربن دی اکسید به محصول تابع کشش بازار است و صد البته بازار فروش محدود است و تولید کربن دی اکسید بسیار زیاد .به عنوان مثال در پالایشگاه اصفهان در واحد هیدوژناسیون طی فرایند:CH4 + H2O → CO + 3H2 + H2O→ CO2 + 4H2Oروزانه نزدیک به 700 تن کربن دی اکسید خالص در هوا رها می شود. دوست من! برای انتقال هفتصد تن سیمان هفتاد تریلی مورد نیاز است. حال این گاز است و خدا می داند چه حجمی را اشغال میکند !تازه پالایشگاه اصفهان یکی از چندین پالایشگاه های ماست پس با احتساب میزان بالای تولید کربن دی اکسید نمی توان زیاد بر روی تولید محصول از آن حساب باز کرد. راه کار نهایی فتوسنتز و تبدیل کربن دی اکسید به بایومس و اکسیژن خواهد بود . اما چگونه؟!ما میتوانیم با استفاده از ستون حباب (Bubble Column ) که درون آن پر از ریز جلبک (Microalgae) است کربن دی اکسید را جذب کنیم .کربن دی اکسید از پایین دستگاه تزریق می شود و درون آب به صورت یون CO₃²⁻ در می آید ریزجلبک ها یون کربنات را جذب و تبدیل به نشاسته و اکسیژن میکند. البته این فرایند به همین راحتی نیست زیرا ما با موجود زنده سرو کار داریم . مسئله ما تابعیت های زیادی پیدا می کند و سینتیک این واکنش را نمی توان به صورت ثابت در نظر گرفت به همین خاطر کار با آن بسیار پیچیده تر از فرایند های شیمیایی است. سختی کار با ریز جلبک صحبت مفصلی است که میتوان در آینده به آن پرداخت.اما درخت مایع چیست:درخت مایع دقیقا از مکانیزم بالا برای تولید اکسیژن استفاده می کند اما به دلیل آنکه دستگاه از هوای محیط پیرامون تغذیه می کند باید مقداری یون کربنات به صورت دستی به آن اضافه کنیم به خاطر آن که کربن دی اکسید هوا حدود 3% الی 4% است و غلظت یون کربنات حاصل از انحلال کربن دی اکسید در آب به دلیل کوچک بودن ثابت تعادل بسیار ناچیز می شود ( در صنعت که غلظت کربن دی اکسید در حدود 9% الی 18% است می توان صرفا بر انحلال کربن دی اکسید درون ستون تکیه کرد )CO2 + H2O == CO₃²⁻ + OHضمنا درخت در اصل یک دستگاه air purifier است. (به آن دستگاه تصفیه هوا نیز گفته می شود) فیلتر HEPA 90% آلودگی ها باکتری ها و ریزگرد های هوای ورودی به دستگاه را ابتدا جداسازی می کند و سپس با عبور از اشعه UV هوای ورودی آنتی باکتریال می شود. در ادامه غلظت اکسیژن و میزان رطوبت هوا با عبور از درون ستون حباب افزایش می یابد. واقعا بی نظیر است ! اما چالش هایی که درخت مایع با آن روبه روست : به عنوان مثال دوره کشت ریزجلبک ها نهایتا 28 روز دوام دارد و بعد آن تکثیر باکتری ها داخل ستون منجر به مرگ ریزجلبک ها می شود برای تجاری سازی این دستگاه حداقل باید به دوره کشت سه ماهه دست پیدا کنیم. همچنین اگر نگاه صنعتی به آن داشته باشیم نیازمند مدلسازی دقیق آن و حل پیچیدگی های حاکم بر معادلات آن می باشیم. این تازه اول راه است...محمدحسینمحمدحسینSat, 05 Apr 2025 12:01:33 +0330