أعلن باحثو جامعة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية (كاوست) بالتعاون مع زملائهم من شركة أرامكو السعودية عن تحقيقهم أعلى معدل تحويل لثاني أكسيد الكربون إلى هيدروكربونات صالحة كوقود للطائرات، وهو ما يمثل خطوة مهمة نحو تعزيز الوقود المستدام للقطاع الجوي.
تحقق كفاءة غير مسبوقة في تحويل CO₂
نشرت الدراسة نتائجها في المجلة المتخصصة ChemCatalysis، موضحةً أن المحفز الكيميائي المطور يستطيع تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى سلاسل هيدروكربونية طويلة تُناسب مواصفات وقود الطيران. بلغت نسبة المكوّنات الملائمة للوقود نحو ثلاثة أرباع السائل الناتج، بينما استمر المحفز في العمل بثبات لأكثر من ألف ساعة متواصلة ضمن ظروف التفاعل المحددة، ما يعزز فرص تطبيقه على نطاق صناعي.
تحديات قطاع الطيران والوقود المستدام
يُعَدّ قطاع الطيران من أصعب القطاعات تقليص انبعاثاتها بسبب اعتماده على وقود سائل عالي الكثافة الطاقية. وعلى الرغم من أن الوقود المستدام يخفّف من الانبعاثات في الرحلات الطويلة، فإن إنتاجه بفعالية من ثاني أكسيد الكربون المحتجز لا يزال يواجه صعوبات تقنية، إذ تميل الطرق الحالية إلى توليد هيدروكربونات خفيفة تتبخر بسرعة ولا توفر الطاقة المطلوبة لمحركات الطائرات، أو تستلزم عمليات معالجة معقّدة.
دور الذكاء الاصطناعي في اكتشاف المحفز
اعتمد الفريق البحثي على تقنيات التعلم الآلي لاستكشاف وتحليل مجموعة واسعة من الظروف التجريبية. أسفر هذا النهج عن تحديد تركيبة غير تقليدية غنية بالنحاس كعنصر رئيسي في المحفز، متفوقةً على التركيبات الشائعة في الأبحاث السابقة. وقد أظهرت التركيبة قدرة أعلى على توجيه التفاعل نحو إنتاج جزيئات تقع ضمن نطاق وقود الطائرات، ما يرفع من قيمة الكربون المُحوَّل ويقلل من النواتج الثانوية الأقل فائدة.
تحقق من ملاءمة الوقود المستدام للمعايير الدولية
تمت معالجة السائل الناتج عبر عمليات هدرجة وتقطير لتقييم ملاءمته كوقود طيران. أظهرت النتائج توافق المنتج مع المتطلبات الأولية لمواصفة ASTM D4054، شاملةً نقطة الوميض، خصائص التطاير، ومحتوى الطاقة. وعلق البروفيسور خورخي غاسكون، أستاذ الهندسة الكيميائية في كاوست، قائلاً: “يظهر هذا الإنجاز كيف يمكن للبيانات المدعومة بالذكاء الاصطناعي أن تسرّع اكتشاف المحفزات الكيميائية. من خلال الجمع بين التعلم الآلي والتجارب عالية الإنتاجية، وصلنا إلى مستويات أداء غير مسبوقة في تحويل ثاني أكسيد الكربون مباشرةً”.
وأشار الباحثون إلى أن الانتقال إلى مرحلة الإنتاج التجاري سيت{
