مهران مصطفوی: گرمایش زمین و مشکل گاز دی اکسید کربن

mehran-mostafavi2015در اخبار خواندم که طبق برآورد آژانس امریکایی ماه جولای امسال گرمترین جولای 100 سال اخیر بوده است و چنین گرمایی در سطح کره زمین سابقه نداشته است. آتش سوزی ها در الجزایر، یونان، ترکیه، ایتالیا، کالیفرنیا و اخیرا سیبری روسیه صدها هزار هکتار جنگل را در کام خود بلعیده است، هزاران نفر بیخانمان و صدها نفر کشته شده اند. مسلما پدیده گرم شدن زمین که بخش مهمی از آن حاصل فعالیتهای بشری است از نظر علمی غیر قابل انکار است. بیش از بیست سال است که دانشمندان در باره تغییرات اقلیمی ناشی از تولید گاز دی اکسید کربن CO2 هشدار می دهند. در آغاز برخی، حتی در بین اهل علم، نمی پذیرفتند که این گرمایش حاصل فعالیتهای انسانی باشد. بخوبی بیاد دارم که یکی از وزرای فرانسوی مهم ده 90 که خود زمین شناس نیز بود مدعی بود که گرمایش اولا ناشی از سیکل اقلیمی خود کره خاکی است و ثانیا اندازه آن چندان زیاد نیست. اما سال به سال دلایل زیادی حمل بر غلط بودن این نظریه بدست آمد. اکنون با فاجعه بزرگ فاصله چندانی نداریم. از سال 1988 هیئت بین دولتی تغییرات آب‌وهوایی (IPCC) تشکیل شد و هراز چندی گزارشی در باره وضعیت گرمایش زمین می دهد. آخرین گزارش این هیئت مربوط به ماه پیش است. حال اتفاق نظر وجود دارد که باید بشدت از میزان گازهای گلخانه ای در اتمسفر که مهمترین آن دی اکسید کربن است کاست در غیر این صورت زمین با فجایعی وصف ناپذیر روبرو خواهد شد. چین اولین و بعد امریکا و اروپا تولید کننده CO2هستند که جمع هر سه با هم 53 درصد دی اکسید کربن جهان است. سهم ایران نزدیک به دو درصد است که با توجه به میزان جمعیت و سطح نازل تولیدات اقتصدای واقعا فاجعه است. در حاشیه عرض کنم که این روزها که دادخواهی روال دارد بدنبال آتش سوزی های بزرگ در امریکا برخی از فعالین دفاع از محیط زیست نامه نوشته اند و خواستار محاکمه ترامپ و بولسونارو رئیس جمهوری برزیل بخاطر جنایت علیه بشریت شده اند. ترامپ و بولسونارو هر دو نظریه گرمایش زمین ناشی از فعالیتهای بشری را رد می کنند. ترامپ حتی بودجه موسسات علمی مربوط به اینکار را در امریکا بشدت کاست. جالب است بدانید که بدنبال اینکار ترامپ که شعارش Make America Great Again بود، مکرون رئیس جمهوری فرانسه پروژه ای را در فرانسه بعمل گذاشت که بنا بر آن سالی حدود 20 محقق امریکایی را به فرانسه دعوت می کردند تا در فرانسه کار کنند. مکرون نام این برنامه را Make Our Planet Great Again و کار اجرای این پروژه را نیز به مرکز ملی پژوهشهای علمی فرانسه گذاشت که حودم در دپارتمان شیمی آنجا کار می کنم و با چند تن از این محققان ملاقات داشتم.

حال با فاجعه CO2چه باید کرد؟ سه راه حل در مقابل بشریت قرار دارد:

1 ـ میزان تولید این گاز باید بشدت کم شود. اینکار با استفاده بهینه از انرژی های بدون کربن و صرفه جویی جدی در مصرف انرژی ممکن است. اینکار بهترین راه حل نیز می باشد زیرا مصرف انرژی بسیار بالاست و امکان کم کردن آن ممکن است. در حمل و نقل، در ساختن ساختمانها و بالاخره در صنایع می توان به نوآوری هایی دست زد که از مصرف انرژی کاسته شود. تولید در دنیای امروز بر میزان نیازها نیست بلکه بر میزان مصرف است که باید دستخوش تحول جدی شود. بشر مصرف کننده باید بداند که می تواند حیات را در کره خاک بخطر جدی بیاندازد.

2 ـ گاز CO2 را از هوا گرفت و در مخازن مختلف زیر زمین و یا زیر دریا ذخیره کرد. اینکار در چند جای دنیا انجام می شود و بعنوان مثال در فنلاند برخی از چاههای نفت خالی شده را به اینکار اختصاص داده اند. اما در باره اینکه آیا این روش موثر است یا نه، اختلاف نظر وجود دارد خصوص اینکه میزان مخزنهای ممکن کافی نیست و معلوم نیست در دراز مدت چه بر سر این مخازن بیاید.

3 ـ راه حل سوم تبدیل گاز CO2 به موادی دیگر که بتوان از انها استفاده کرد می باشد. البته اینکار را طبییعت انجام می دهد. درختان و گیاهان این گاز را در اتمسفر کم می کنند از اینرو از بین نرفتن جنگلها و زیاد کردن جنگلها انجا که ممکن است ـ زیرا به آب نیاز هست ـ بسیار به کمک می آید. به غیر از طبیعت این گاز را بشر نیز می تواند به مواد شیمیایی دیگری تبدیل کند که خاصیت گلخانه ای نداشته باشند. اما گاز CO2 از نظر شیمیایی بسیار پایدار است و تبدیل آن به مواد دیگر خود نیاز به انرژی دارد. تحقیقات زیادی در اینباره صورت می گیرد تاکنون دهها روش برای تبدیل این مولکول به مواد شیمایی دیگر ارائه شده است ولی هیچکدام از راه حلها هنوز موفق نبوده اند. اما در اینباره تحقیقات پایه ای زیادی صورت می گیرد اکثر این تحقیقات در حد لابوراتوار باقی می مانند اما حتی در اینصورت باعث پیشرفت علم در این زمینه می گردند.

 

با اینکه بعنوان یک شهروند راه حل اول را بسیار موثر می دانم اما بعنوان یک دانشگاهی در باره راه حل سوم نیز تلاش دارم. در مقاله ای که بتازگی در PhysChemPhys با همکاری با یک گروه چینی که مسئول آن قبلا دکترایش را در فرانسه با من گذرانده بود منتشر کردم راه حل جدیدی را برای تبدیل CO2 پیشنهاد کرده ام. در این روش می توان از ضایعات انرژی هسته ای هم استفاده کرد. در این روش با استفاده از یک مولکول دیگر Formate و تشعشعات یونزا در ازاء از بین رفتن دو مولکول CO2 هم یک مولکول گرانتر دیگر Oxalateساخته می شود هم یک مولکول H2تولید می شود که خود از حاملهای انرژی است. باید تحقیق در باره این روش پیشنهادی و خصوصا برآورد اقتصادی آن صورت گیرد تا اگر ممکن شد بتوان آن را در مقیاس بالا به اجرا گذاشت.

coé3