นักวิจัยค้นพบวิธีเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้เป็นพลาสติก

เป็นที่แน่ชัดว่าตอนนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในบรรยากาศของโลกมีมากเกินไปจนส่งผลให้เกิดสภาวะโลกร้อนที่รุนแรงขึ้นเรื่อยๆ นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกต่างหาทางกำจัด CO2 ในบรรยากาศของโลกในหลากหลายวิธี ทั้งการลดการปล่อยก๊าซพิษนี้ลงให้มากที่สุดและดึงมันออกจากบรรยากาศมาเก็บไว้ใต้ดิน รวมทั้งหาทางใช้ประโยชน์โดยเปลี่ยนมันเป็นสารชนิดอื่นที่นำไปใช้งานได้ เช่น เปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิง ตอนนี้มีทีมวิจัยหนึ่งได้ค้นพบแนวทางใหม่ในการจัดการกับ CO2 โดยการเปลี่ยนมันให้เป็นพลาสติก

ถึงพลาสติกจะไม่ใช่วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและทั่วโลกกำลังเริ่มต้นกำจัดมันอย่างจริงจังแล้วก็ตาม แต่หากสามารถเปลี่ยน CO2 ไปเป็นพลาสติกได้จะมีประโยชน์หลายทาง นั่นคือได้กำจัด CO2 และได้ใช้ประโยชน์จากพลาสติก นอกจากนี้ยังช่วยลดการผลิตพลาสติกที่ทำมาจากเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งจะช่วยลดการปล่อย CO2 จากขบวนการผลิตได้อีก

เทคนิคที่ถูกค้นพบใหม่นี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงโดยการเปลี่ยน CO2 ให้เป็นเอทิลีน (Ethylene) ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตพลาสติกชนิดที่ใช้กันมากที่สุดคือพอลิเอทิลีน (Polyethylene – PE)

“ผมคิดว่าในอนาคตจะเต็มไปด้วยเทคโนโลยีที่สร้างคุณค่าให้กับขยะ” Phil De Luna หัวหน้าทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตรอนโต ประเทศแคนาดา กล่าว “มันเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นเพราะเรากำลังทำการพัฒนาแนวทางใหม่ที่ยั่งยืนเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานในอนาคต”

ทีมวิจัยใช้เทคนิคของเอกซเรย์สเปคโตรสโคปี (X-ray spectroscopy) กับแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ศูนย์แสงซินโครตรอน Canadian Light Source (CLS) ของมหาวิทยาลัยแคตเชวัน แคนาดา ในการวิเคราะห์สารเพื่อค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม ที่ CLS มีเครื่องมือที่ถูกพัฒนาขึ้นมาโดยเฉพาะทำให้นักวิจัยสามารศึกษาทั้งรูปร่างและองค์ประกอบทางเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ทันที

“เรื่องนี้ไม่เคยมีใครทำมาก่อน” Rafael Quintero-Bermudez หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “เทคนิคนี้ช่วยให้เราทดสอบและวิเคราะห์จากหลายแนวคิดของนักวิจัยว่ากระบวนการควรเป็นอย่างไรและจะปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างไร”

ตัวเร่งปฏิกิริยาจะต้องสามารถเร่งปฏิกิริยารีดักชันของ CO2 และเปลี่ยนมันให้เป็นสารอื่นเมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า โลหะหลายชนิดสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้ แต่มีเฉพาะทองแดง (Copper) ที่สามารถเปลี่ยน CO2 เป็นเอทิลีนได้ นักวิจัยต้องคิดค้นวิธีควบคุมปฏิกิริยาเพื่อให้ได้เอทิลีนมากที่สุดและได้สารที่ไม่ต้องการ เช่น มีเทน ให้น้อยที่สุด

“ทองแดงเป็นโลหะที่วิเศษมาก” De Luna กล่าว “ที่วิเศษเพราะมันสามารถทำให้เกิดสารได้หลายอย่าง เช่น มีเทน เอทิลีน และ เอทานอล แต่การควบคุมสิ่งที่มันสร้างขึ้นทำได้ยากมาก”

หากรวมองค์ความรู้ใหม่นี้เข้ากับเทคโนโลยีจับก๊าซ CO2 จะทำให้เรามีศักยภาพในการดึง CO2 ออกจากบรรยากาศพร้อมกับผลิตพลาสติกด้วยวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้ในเวลาเดียวกัน

ปัจจุบันมีการผลิตพอลิเอทิลีนปีละกว่า 100 ล้านตัน ดังนั้นเรื่องนี้จึงเป็นเรื่องสำคัญเพราะมันสามารถสร้างความแตกต่างให้กับบรรยากาศของโลกได้อย่างมหาศาล อย่างไรก็ดีงานวิจัยยังต้องดำเนินการต่อไปเพื่อหาเทคนิคที่ดีกว่านี้ แต่ตอนนี้เรามีเทคนิคเบื้องต้นสำหรับเรื่องนี้แล้ว

“เราเกือบจะยอมแพ้ไปแล้ว แต่พอผลลัพธ์ออกมา มันดีเกินคาดเราจึงต้องลุยกันต่อไป” Quintero-Bermudez กล่าว “เป็นผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมจริงๆ”

 

ข้อมูลและภาพจาก sciencealert, independent.co.uk


Leave a Reply

Your email address will not be published.