فصل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الطحالب
فصل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الطحالب
يعد تغير المناخ أحد أعظم التحديات للبشرية في القرن الحادي والعشرين. يلعب ثاني أكسيد غازات الدفيئة (CO2) دورًا مهمًا ، يزداد تركيزه بشكل مطرد في الغلاف الجوي. وبالتالي فإن اكتشاف واستخدام التقنيات البديلة لتقليل ثاني أكسيد الكربون أصبح مهمًا بشكل متزايد. واحدة من أكثر التقنيات الواعدة في هذا المجال هي رحيل ثاني أكسيد الكربون من قبل الطحالب ، والتي يتم فحصها بمزيد من التفصيل كجزء من هذه المقالة.
الدور المهم للطحالب
التعريف والتنوع البيولوجي
الطحالب هي مجموعة متنوعة للغاية من الكائنات الحية التي يمكن أن تكون الخلايا والخلايا المتعددة (متعددة الخلايا). يمكنهم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية وتوليد الأكسجين من خلال التمثيل الضوئي. تشتمل الطحالب على الطحالب الخضراء المبنية ، والطحالب البنية والأحمر الأكثر تعقيدًا ، وكذلك العوالق النباتية المجهرية.
المعنى البيئي
نظرًا لقدرتها على التمثيل الضوئي ، تلعب الطحالب دورًا رئيسيًا في دورة الكربون العالمية. أنها تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وبالتالي تسهم في تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تنتج الأكسجين من خلال التمثيل الضوئي: إذا افترض المرء أن الطحالب توفر حوالي نصف أداء التمثيل الضوئي العالمي بأكمله ، فهي توفر حوالي نصف الأكسجين في الغلاف الجوي.
تقنية فصل ثاني أكسيد الكربون بواسطة الطحالب
المبدأ الوظيفي
يعتمد المبدأ الوظيفي لفصل CO2 بواسطة الطحالب على القدرة الطبيعية للـ Microalgae لاستخدام ثاني أكسيد الكربون لضوء التمثيل الضوئي. يتم استخدام هذا المبدأ وتعزيزه عن طريق تحسين ظروف النمو في مفاعلات الطحالب. الهدف هو بنية الحد الأقصى للكتلة الحيوية ، لأن ثاني أكسيد الكربون مرتبط عبر الكتلة الحيوية. بعد حصاد الطحالب ، يمكن معالجة هذه الكتلة الحيوية بطرق مختلفة ، بحيث تظل ثاني أكسيد الكربون ملزمة بشكل دائم ولا تعود إلى الغلاف الجوي.
مفاعلات الطحالب
مفاعلات الطحالب هي أهم مكونات التكنولوجيا. هذه هي أنظمة مغلقة يمكن أن تنمو فيها الطحالب في ظل ظروف خاضعة للرقابة. يتم إثراء المفاعلات بمحلول المغذيات و CO2 بحيث يكون للطحالب ظروف النمو المثلى.
المحتملة والفرص
الكفاءة العالية
واحدة من نقاط القوة العظيمة للطحالب تكمن في كفاءتها من حيث فصل ثاني أكسيد الكربون. على عكس النباتات البرية ، التي تخزن فقط حوالي 0.5 إلى 1.5 في المائة من الطاقة الشمسية في شكل الكتلة الحيوية ، فإنها تصل إلى 10 في المائة للطحالب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زراعة الطحالب في المناطق غير المناسبة لزراعة الطعام لأنها يمكنها استخدام الملح أو القشرة أو مياه الصرف الصحي لنموها.
مزيد من معالجة الكتلة الحيوية للطحالب
ميزة أخرى للكتلة الحيوية للطحالب هي براعة. يمكن معالجة الكتلة الحيوية لاستخراج منتجات قيمة مثل الطاقة الحيوية أو المكملات الغذائية أو الأعلاف الحيوانية أو مستحضرات التجميل أو المواد الكيميائية. وبالتالي ، فإن الكتلة الحيوية للطحالب ليست مجرد وسيلة لمغادرة ثاني أكسيد الكربون ، ولكنها أيضًا مورد مستدام لديه القدرة على تقليل التبعيات على المواد الخام الأحفورية.
التحديات والحدود
التحديات التكنولوجية
على الرغم من أن الطحالب لديها إمكانية استثنائية لفصل ثاني أكسيد الكربون ، إلا أن هناك أيضًا عدد من التحديات التكنولوجية. وتشمل هذه النفقات العالية للطاقة لتشغيل مفاعلات الطحالب ، وحصاد الطحالب ومزيد من معالجة الكتلة الحيوية وكذلك الحاجة إلى الحفاظ على ظروف النمو المثلى للطحالب.
الجوانب الاقتصادية
من وجهة نظر اقتصادية ، تشكل التكاليف المرتفعة لتنفيذ وتشغيل مفاعلات الطحالب تحديًا. حاليًا ، لا تزال تكاليف الإنتاج للكتلة الحيوية للطحالب مرتفعة لدرجة أنه لا يمكنك مواكبة أسعار المنتجات الأحفورية. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا الحيوية للطحالب لديها القدرة على أن تصبح جذابة اقتصاديًا في السنوات القادمة ، خاصةً إذا زادت تكلفة انبعاث ثاني أكسيد الكربون وتصبح استخدام الوقود الأحفوري أكثر تكلفة.
Fazit
يمثل فصل ثاني أكسيد الكربون بواسطة الطحالب تقنية واعدة يمكن أن تسهم في حل مشكلة ثاني أكسيد الكربون العالمية. إنه يوفر كفاءة عالية وتنوع ، إلى جانب الآثار البيئية الإيجابية. على الرغم من التحديات التكنولوجية والاقتصادية الحالية ، هناك إمكانية لزيادة تحسين ونشر التكنولوجيا الحيوية للطحالب في السنوات القادمة. يمكن أن يقدم مساهمة مهمة في تحقيق أهداف المناخ.