باحثون هنود يحددون آلاف التفاعلات لتحسين تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود

حدد باحثون في المعهد الهندي للعلوم، آلاف التفاعلات الكيميائية التي قد تسهم في تحسين تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية مفيدة، بالاعتماد على الذكاء الاصطناعي والمحاكاة الحاسوبية، في خطوة قد تساعد على تطوير عمليات أكثر كفاءة للاستفادة من هذا الغاز.؜

وذكر موقع «ساينس ديلي» العلمي، أمس الثلاثاء، نقلاُ عن دراسة نُشرت في مجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» العلمية، أن الباحثين حددوا 9389 تفاعلاُ كيميائياُ محتملاُ على سطح محفز نحاسي، لم تكن النماذج الحسابية التقليدية تأخذها في الحسبان.؜

وأظهرت النتائج أن توسيع نطاق التفاعلات المدرجة في النموذج الحسابي يساعد على تحسين التنبؤ بمسار التفاعل والنواتج المتشكلة، ومن بينها الميثانول، الذي يُستخدم مادة أولية في العديد من الصناعات الكيميائية.؜

وتعتمد العملية على تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين بوجود مادة تُعرف بالمحفز، تعمل على تسريع التفاعل الكيميائي، إلا أن العملية تنطوي على عدد كبير من الخطوات والتفاعلات المتداخلة التي يصعب حصرها جميعاُ بالطرق الحسابية التقليدية، ما قد يؤدي إلى إغفال مسارات كيميائية تؤثر في النواتج النهائية وكمياتها.؜

ولمعالجة هذه المشكلة، استخدم الباحثون الذكاء الاصطناعي لتوسيع نطاق التفاعلات التي يتضمنها النموذج، انطلاقاُ من نموذج أولي شمل 152 تفاعلاُ، وصولاُ إلى 9389 تفاعلاُ محتملاُ.؜

وبيّنت النتائج أن النموذج الأولي توقّع إنتاج حمض الفورميك بوصفه الناتج الرئيسي، ولم يعكس بدقة مقدار تحويل ثاني أكسيد الكربون، في حين أظهرت الحسابات بعد إضافة التفاعلات الجديدة زيادة في كمية التحويل المتوقعة بنحو 40 ضعفاُ مقارنة بالنموذج الأولي، مع تحديد الميثانول وأول أكسيد الكربون ضمن النواتج الرئيسية.؜

وكشف التحليل أيضاُ عن مسار غير متوقع لانتقال الهيدروجين، إذ أشارت الحسابات إلى إمكانية انتقال جزيء الهيدروجين كاملاُ إلى بعض المركبات خلال التفاعل، بدلاُ من تفككه أولاُ إلى ذرات منفصلة، وهو ما قد يساعد على فهم آليات التفاعل وتطوير محفزات أكثر كفاءة لإنتاج الميثانول.؜

ويأمل الباحثون أن تسهم هذه النتائج في تحسين تقنيات إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى منتجات ذات قيمة صناعية، بما يتيح الاستفادة منه بدلاُ من إطلاقه في الغلاف الجوي.؜

نقلاً عن وكالة الأنباء السورية SANA