ثورة في التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون: حلول فعالة للصناعة!

ثورة في التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون: حلول فعالة للصناعة!

أدت الحاجة الملحة للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى تقدم كبير في الأبحاث المتعلقة بالتحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون في السنوات الأخيرة. وفي 12 يونيو 2025، تم تقديم خارطة طريق شاملة تصف الأساليب الإستراتيجية لربط مصادر ومصارف ثاني أكسيد الكربون. تقوم هذه الدراسة، التي أجرتها مؤسسات مشهورة مثل معهد فراونهوفر لتكنولوجيا البيئة والسلامة والطاقة UMSICHT، وForschungszentrum Jülich، وRWTH Aachen، وجامعة الرور في بوخوم، بتحليل أكثر من 5000 منشور حول تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهربائي، وتقدم رؤى قيمة حول التطوير المستقبلي لهذه التكنولوجيا. عالي news.rub.de الهدف من خارطة الطريق هذه هو تطوير سيناريوهات التطبيق لتقنيات التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون.

تغطي الاعتبارات مجالات التركيز المختلفة، بما في ذلك التحليل الكهربائي لدرجات الحرارة المنخفضة والعالية لمنتجات مثل أول أكسيد الكربون وحمض الفورميك وكذلك الإيثيلين والإيثانول. وعلى وجه الخصوص، يتم التركيز على تحديد المصادر النقطية ذات الصلة ومنتجات استعادة ثاني أكسيد الكربون لسيناريوهات الاقتران المختلفة. الجانب المركزي هو الافتراض بأن مصادر ثاني أكسيد الكربون تمر عبر ثلاث مراحل: أولاً، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون مباشرة من مصادر النقاط الصناعية، يليه مزيج من المصادر النقطية والتقاط الهواء المباشر (DAC)، حتى يتم إنشاء DAC أخيرًا كمصدر إمداد رئيسي لثاني أكسيد الكربون إلى جانب البواعث الكبيرة.

التقدم التكنولوجي والتحديات

يلعب التحليل الكهربائي عالي الحرارة (SOE) دورًا حاسمًا في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى هيدروكربونات صناعية، وهو ما يتم تسليط الضوء عليه باعتباره نهجًا واعدًا لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. عالي ikts.fraunhofer.de توضح الأدبيات أن عملية التحليل الكهربائي بالبخار والتحليل الكهربائي المشترك عند درجات حرارة أقل من 800 درجة مئوية تواجه معدلات تحلل عالية. لذلك قامت شركة Fraunhofer IKTS بتطوير مكدسات CFY مبتكرة ومجهزة بما يصل إلى 40 ESCs عالية الأداء لتحسين الاستقرار على المدى الطويل.

ويُنظر أيضًا إلى تطوير أجهزة التحليل الكهربائي ذات الفجوة الصفرية على أنه أمر واعد. توفر هذه الأنظمة إمكانية تقليل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة كهروكيميائيًا من غازات العادم أو الغلاف الجوي. أظهرت دراسة أجرتها جامعة الرور في بوخوم وRWTH آخن أنه يمكن تحقيق تقدم كبير من خلال تحسين استقرار وكفاءة المواد المنتجة، مثل أول أكسيد الكربون. يقلل البناء ذو ​​الفجوة الصفرية من المقاومة الأومية، مما يؤدي إلى زيادة كثافة التيار الجزئي.

قابلية التوسع والتحسين

جانب آخر مهم هو قابلية التوسع في أنظمة التحليل الكهربائي الموجودة. يحدد الباحثون العمليات القابلة للتطوير وآثارها على التحسين لتحقيق أقصى قدر من كفاءة خفض الكربون. تجدر الإشارة إلى أن التغيير البسيط في اتجاه الخلية الإلكتروليتية يمكن أن يكون له تأثير كبير على الأداء. تم تحسين استقرار المحلل الكهربائي بشكل ملحوظ من خلال التعديلات المستهدفة لمدة تصل إلى 10 ساعات عند 3 فولت و300 مللي أمبير سم-2. يمكن زيادة كفاءة فاراداي لإنتاج أول أكسيد الكربون من 14% إلى أكثر من 60% في التحليل الكهربائي لمدة ساعتين، مما يؤكد فعالية التقنيات المستخدمة، وكذلك على Circular-technology.com تم الإبلاغ عن ذلك.

بشكل عام، توضح التطورات الأخيرة أن التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون لا يمثل ركيزة أساسية في مكافحة تغير المناخ فحسب، بل يمكنه أيضًا تمكين العديد من التطبيقات الصناعية. ويُنظر إلى الحاجة إلى مزيد من البحث وتطوير أوجه تعاون جديدة على أنها مفتاح نجاح هذه التقنيات.