نجح فريق من الباحثين في الصين بابتكار نظام صناعي لتحويل ثاني أكسيد الكربون المذاب في مياه المحيطات إلى حمض السكسينيك، وهو مكوّن أساسي لصناعة البلاستيك القابل للتحلل ، ويُعد هذا النظام أول مفاعل عالمي يقوم بعملية متكاملة تبدأ بالتقاط الكربون من المحيطات وصولا إلى إنتاج مادة كيميائية قابلة للاستخدام الصناعي وذلك بحسب موقع Interesting Engineering .

المحيطات: خزانات صامتة للكربون

تستوعب المحيطات ما يقرب من ثلث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، مما يجعلها مستودعا ضخما للكربون يمكن الاستفادة منه، ومن خلال هذا الابتكار أصبح بالإمكان تحويل هذا الكربون إلى مواد مفيدة بدل تخزينه فقط، ما يمهد الطريق لاقتصاد دائري منخفض الكربون.

الجمع بين التحليل الكهربائي والتخمير الميكروبي

يعتمد النظام على مزيج ذكي من التحليل الكهربائي والتخمير الميكروبي. حيث تمر مياه البحر عبر مفاعل كهربائي مؤلف من خمس غرف، يُحوّل المجال الكهربائي المياه إلى أيونات هيدروجين تؤدي إلى تحول الكربونات المذابة إلى CO₂ غازي.

يتم بعد ذلك فصل CO₂ باستخدام غشاء ألياف مجوفة وإرساله إلى مفاعل ثاني يحتوي على محفز من البيزموت يحوّل الغاز إلى حمض الفورميك، بعد ذلك يقوم سلالة مهندسة من البكتيريا البحرية Vibrio natriegens بتخمير حمض الفورميك إلى حمض السكسينيك، وهو المادة الأساسية لإنتاج بلاستيك قابل للتحلل مثل Polybutylene Succinate (PBS).

فعالية المفاعل والتكلفة

استمر النظام في استخراج CO₂ من مياه خليج شنتشن لأكثر من 530 ساعة متواصلة، محققًا كفاءة التقطيع الكربوني بنسبة 70٪. كما بلغت التكلفة التقديرية حوالي 230 دولارا للطن المتري من CO₂، ما يجعلها منافسة لأحدث تقنيات التقاط الكربون في السوق العالمية.

من البحار الزرقاء إلى البلاستيك الأخضر

يشير Xiang Chengxiang، أخصائي علوم المواد بمعهد كاليفورنيا للتقنية، إلى أن هذه التجربة تثبت إمكانية تحويل CO₂ البحري إلى مواد بلاستيكية قابلة للاستخدام مع ثبات اقتصادي وبيئي واعد.

كما يمتاز النظام بالمرونة العالية، إذ يمكن إعادة تكوينه لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الصناعية مثل حمض اللاكتيك، الألانين، و1,4-بوتانديول، مما يجعله حلا قابلا للتوسع لتحويل الكربون المحيط إلى مواد جاهزة للسوق.

الآثار البيئية والاقتصادية

يتجاوز تأثير هذا الابتكار حدود البلاستيك، فهو يحول المحيطات من مجرد مستودعات كربون خاملة إلى عناصر فاعلة في مواجهة التغير المناخي، كما يمثل خطوة مهمة نحو اقتصاد منخفض الكربون قائم على إعادة التدوير ورفع قيمة المنتجات.

ويعتقد الباحثون أن دمج هذا النظام مع مصادر الطاقة المتجددة البحرية، مثل طاقة الرياح والمد والجزر، يمكن أن يجعل العملية أكثر استدامة وكفاءة.