معهد فراونهوفر لتقنيات السيراميك والأنظمة يطور مفاعلاً غشائياً لاحتجاز الكربون واستخدامه في إنتاج الجير

أخبار ar.wedoany.com، يعمل باحثون في معهد فراونهوفر لتقنيات السيراميك والأنظمة (Fraunhofer IKTS) في ألمانيا على تطوير عملية لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون واستخدامه في إنتاج الجير، بهدف تقليل الانبعاثات الغازية المسببة للاحتباس الحراري في هذا القطاع.

يساهم قطاع البناء بحوالي ربع انبعاثات الغازات الدفيئة عالمياً، مما يجعله أحد المصادر الرئيسية لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية. يُعد إنتاج الجير والأسمنت من العمليات عالية الانبعاثات، حيث يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون في غازات عوادم مصانع الجير غالباً 40%، ويصل في أفران الأسمنت إلى 33%. ونظراً لأن جزءاً كبيراً من هذه الانبعاثات ينبع من التفاعلات الكيميائية للمواد الخام أثناء عملية التكليس، فإن الاعتماد فقط على الوقود البديل أو الأفران الكهربائية لا يحقق الحياد المناخي.

في إطار مشروع يحمل اسم "الجير الأخضر" (Grüner Kalk)، طور الباحثون نظاماً عملياً يجمع بين مفاعل غشائي خاص وفرن كهربائي محكم الإغلاق. في الفرن الكهربائي، يتم تحرير ثاني أكسيد الكربون من الجير وجمعه مباشرة. ومن خلال التحكم بالضغط، يتم إدخال الهيدروجين الأخضر بشكل محسوب إلى المفاعل، حيث يتفاعل كيميائياً مع ثاني أكسيد الكربون المجمع بوجود محفز لإنتاج غاز الميثان. بعد ذلك، يتم تجفيف تيار المنتج الغازي وتحليله حرارياً لإنتاج كربون عنصري يمكن استخدامه في الصناعات الكيميائية أو كمادة مضافة للأسمدة الزراعية، بينما يُعاد تدوير الهيدروجين المنطلق إلى دورة المصنع. وأوضح الدكتور بنيامين ياغر، مدير المشروع، أن طريقة احتجاز الكربون واستخدامه (CCU) هذه يمكن أن تقلل بشكل كبير من انبعاثات مصانع الجير وتنتج مواد خام جديدة.

أكمل المشروع مرحلة إثبات المفهوم للمفاعل بالتعاون مع معهد HySON – معهد أبحاث الهيدروجين التطبيقي في زونيبيرغ (HySON – Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonneberg gGmbH)، بينما تتولى شركة Johann Bergmann GmbH & Co. قيادة تطوير الفرن الكهربائي الجديد. في المرحلة التالية، يخطط الفريق للتعاون مع شركاء صناعيين لتوسيع نطاق التقنية إلى المستوى الصناعي. يحظى المشروع بتمويل من الوزارة الاتحادية الألمانية للبحث والتكنولوجيا والفضاء (BMFTR). بالإضافة إلى إنتاج الجير، يرى الباحثون أن تقنية المفاعل الغشائي لها تطبيقات محتملة في صناعة الأسمنت وإدارة النفايات، خاصة في القطاعات التي لا يمكن فيها تجنب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالعمليات بشكل منهجي.