سولارابيك – الصين، 27 سبتمبر 2025: كشف فريق من العلماء عن ابتكار قد يغير قواعد اللعبة في صناعة الطاقة الحيوية، عبر تحويل “القطران الحيوي” -وهو منتج ثانوي سام ولزج لطالما شكّل كابوسًا تشغيليًا وبيئيًا- إلى مادة كربونية متقدمة ذات قيمة اقتصادية هائلة. ويفتح هذا الإنجاز، الذي توصل إليه باحثون في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، الباب أمام حلول مستدامة في مجالات تخزين الطاقة، وحماية البيئة، وإنتاج الوقود النظيف، محولاً أحد أكبر معوقات الصناعة إلى مورد استراتيجي واعد.
ثورة كيميائية في قلب النفايات
يَنتج القطران الحيوي اللزج عند تسخين الكتلة الحيوية، كبقايا المحاصيل والأخشاب، لإنتاج الطاقة، وقد تسبب لعقود في سد الأنابيب وتآكل المعدات وإطلاق مركبات ضارة. في حين أنه كان يُنظر إليه كنفايات يجب التخلص منها، تركز الدراسة الجديدة على استغلال تركيبته الكيميائية الفريدة. ويوضح الدكتور زونغلو ياو، كبير مؤلفي الدراسة، أن المراجعة العلمية التي أجراها فريقه تبرهن على أن تحويل القطران إلى “كربون حيوي” يحل مشكلة تقنية كبرى. كما أنه يمهد الطريق لإنتاج مواد كربونية متقدمة عبر التحكم في تفاعلات “البلمرة” الطبيعية التي تحدث داخل القطران، حيث تتحد الجزيئات الصغيرة الغنية بالأوكسجين، مثل مركبات الكربونيل والفيوران، لتشكل هياكل كربونية أكبر وأكثر استقرارًا. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للباحثين تعديل خصائص الكربون الحيوي الناتج، مثل درجة نقائه وبنيته الهيكلية، عبر التحكم الدقيق في درجة الحرارة والمواد المضافة وزمن التفاعل.
تطبيقات واعدة وفوائد مزدوجة
تُظهر النتائج أن الكربون الحيوي المبتكر يتفوق على الفحم الحيوي التقليدي بمحتوى كربون أعلى ورماد أقل، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات متطورة. وتشير الدراسات الأولية إلى إمكانية استخدامه كمادة ماصة فائقة الكفاءة في تنقية المياه والهواء من المعادن الثقيلة والملوثات، وكمادة أساسية في صناعة أقطاب المكثفات الفائقة الضرورية لتخزين الطاقة المتجددة. من ناحية أخرى، يمكن أن يعمل كعامل حفاز مستدام في التفاعلات الصناعية، وكوقود نظيف ينتج انبعاثات أقل لأكاسيد النيتروجين والكبريت الضارة. وتؤكد تقييمات دورة الحياة أن هذه العملية تحقق فوائد صافية إيجابية على الصعيد المالي والبيئي والطاقوي، حيث يمكن أن يسهم استبدال الفحم بهذا الوقود في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمئات الملايين من الأطنان سنويًا، مع تحقيق أرباح إضافية لمنشآت معالجة الكتلة الحيوية.
تحديات قائمة وطريق نحو المستقبل
على الرغم من هذه النتائج المبشرة، لا تزال هناك تحديات قائمة، أبرزها التعقيد الكيميائي للقطران الذي يجعل التحكم الكامل في عملية البلمرة صعبًا، بالإضافة إلى عدم الوصول لمرحلة الإنتاج على نطاق واسع بعد. ولمواجهة ذلك، يوصي الباحثون بدمج التجارب المعملية مع المحاكاة الحاسوبية وتقنيات التعلم الآلي لتحسين مسارات التفاعل وتصميم كربون حيوي مخصص لوظائف محددة. ويصف يوكسوان صن، المؤلف الأول للدراسة، هذا التوجه بأنه “جبهة جديدة لإنشاء مواد كربونية مستدامة”، مؤكدًا أن المزيد من الأبحاث قد يحسن كفاءة أنظمة الطاقة الحيوية بشكل كبير، ويوفر في الوقت ذاته أدوات جديدة لحماية البيئة وتعزيز التكنولوجيا النظيفة.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
