طور المهندسون الكيميائيون في جامعة موناش Monash University في مدينة ميلبورن في أستراليا عملية صناعية لإنتاج حمض الأسيتيك Acetic Acid أو الخليك (الخل) الذي يستخدم فائض ثاني أوكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي وله القدرة على إحداث انبعاثات كربونية سلبية.

ويعتبر حمض الخليك مادة كيميائية مهمة تستخدم في العديد من العمليات الصناعية، وهو عنصر أساسي في الخل المنزلي ودهانات الفينيل وبعض المواد اللاصقة، وكحافظ في المواد الغذائية ومواد التجميل واستعمالات أخرى عدة، ويقدر الطلب الصناعي العالمي على حمض الأسيتيك بحوالي 6.5 مليون طن سنويًا.

يُظهر هذا البحث الأول من نوعه في العالم، الذي نُشر فيNature Communications، أنه يمكن تصنيع حمض الأسيتيك من ثاني أوكسيد الكربون الملتقط باستخدام محفز صلب اقتصادي ليحل محل الروديوم السائل أو المحفزات القائمة على الإيريديوم المستخدمة حاليًا.

تتطلب المحفزات السائلة عمليات فصل وتنقية إضافية، وتقلل عملية استخدام محفز صلب مصنوع من طريقة إنتاج لا تتطلب مزيدًا من المعالجة من الانبعاثات أيضًا.

وقال البروفيسور المساعد أكشات تانكسيل Akshat Tanksale، والباحث الرئيسي، إن "البحث يمكن أن يكون ممارسة معتمدة على نطاق واسع في الصناعة، فثاني أوكسيد الكربون موجود بكثرة في الغلاف الجوي، وهو السبب الرئيسي للاحترار العالمي وتغير المناخ، وحتى لو أوقفنا جميع الانبعاثات الصناعية اليوم، فسنستمر في رؤية الآثار السلبية للاحترار العالمي لألف عام على الأقل حيث تتوازن الطبيعة ببطء".

وتابع تانكسيل:"هناك حاجة ملحة لإزالة ثاني أوكسيد الكربون بشكل فعال من الغلاف الجوي وتحويله إلى منتجات لا تطلق ثاني أوكسيد الكربون المحتجز مرة أخرى في الغلاف الجوي، ويركز فريقنا على إنشاء طريقة جديدة ذات صلة بالصناعة، والتي يمكن تطبيقها على نطاق واسع مطلوب لتشجيع الانبعاثات السلبية ".

وقد ابتكر فريق البحث العلمي في البداية فئة من المواد تسمى الإطار العضوي المعدني  organic framework أو (MOF) ، وهي مادة شديدة البلورية مصنوعة من وحدات متكررة من ذرات الحديد المتصلة بالجسور العضوية، ثم قاموا بعد ذلك بتسخين الأطر العضوية المعدنية في بيئة خاضعة للرقابة لكسر تلك الجسور، مما يسمح لذرات الحديد بالتجمع معًا وتشكيل جزيئات يبلغ حجمها بضعة نانومترات.

وتشمل العملية تضمين هذه الجسيمات النانوية الحديدية في طبقة كربون مسامية، مما يجعلها نشطة للغاية بينما تظل مستقرة في ظروف التفاعل القاسية، وهي المرة الأولى التي يتم فيها الإبلاغ عن محفز أساسه الحديد لصنع حمض الأسيتيك.

من وجهة نظر صناعية، ستكون العملية الجديدة أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة، من منظور بيئي، يوفر البحث فرصة لتحسين عمليات التصنيع الحالية التي تلوث البيئة بشكل كبير، وهذا يعني حلاً لإبطاء تغير المناخ أو عكسه مع توفير فوائد اقتصادية للصناعة من مبيعات منتجات حمض الأسيتيك.

يعمل الباحثون حاليًا على تطوير عملية التسويق بالتعاون مع شركائهم في الصناعة كجزء من مركز أبحاث مجلس البحوث الأسترالي Australian Research Council أو (ARC) لاستخدام الكربون وإعادة تدويره.

بتصرف عن Phys.org