الباحثون في نيوزيلندا يطورون أطرًا عضوية معدنية لالتقاط الميثان من الأبقار الألبان
بقيادة الدكتور لوك ليو، يصمم فريق البحث أطرًا عضوية معدنية، أو MOFs، لفصل الميثان الأنتريكي عن الهواء أثناء الحلب. يتم تنفيذ العمل مع تراجع احتياطيات الغاز الطبيعي المحلية في نيوزيلندا وتقليل الإنتاج من قبل المستخدمين الصناعيين، بما في ذلك شركة Methanex.
تعتبر MOFs هياكل تتصل فيها المراكز المعدنية بالمركبات العضوية، وتشكل شبكاتها تجاويف داخلية يمكن تعديل خصائصها الكيميائية لتلبية غازات معينة. وجد الباحثون أن بعض التصاميم يمكنها ربط الميثان، وهو جزيء يصعب التقاطه بسبب بنيته الرباعية غير القطبية.
حددت الاختبارات المبكرة أن هيكلًا قائمًا على النحاس كان فعالًا بشكل خاص في أخذ الميثان من الهواء المتحرك. يتكون الجهاز المقترح من فلاتر وحدات مثبتة على مراوح استخراج سلبية في حظائر الحلب الدورانية والهرنج بون. ستقوم المراوح بسحب الهواء من حول الأبقار المتجمعة على منصة الحلب.
يوجد في نيوزيلندا حوالي 5 ملايين بقرة ألبان، ومعظمها يرعى بالخارج طوال العام، مما يجعل جمع الميثان عبر النظام القائم على المراعي أمرًا صعبًا. وقال الدكتور ليو: "إن فترات الحلب يمكن أن توفر رغم ذلك فرصة لالتقاط جزء من الانبعاثات السنوية المقدرة لقطاع الألبان البالغة 17 مليون طن."
انتقل المشروع من التصميم المخبري إلى التجارب الحوسبية والمتعددة المؤسسات. تم استخدام الحوسبة الذكاء الاصطناعي لنمذجة مئات التركيبات الجزيئية، وتقليص المجال إلى حوالي 40 مرشحًا من MOFs تعتبر قادرة على البقاء وبأسعار معقولة بما يكفي لتقييمات إضافية. البروفيسور شين تيلفر في جامعة ماسيسي يشترك في التجارب.
ستقوم فرق الهندسة بقيادة البروفيسور أليكس ييب في معهد ماكديرميد بفحص اقتصاديات العملية. سيقوم عملهم بتحديد ما إذا كان يمكن تركيز الميثان المنطلق من الفلاتر وتنقيته لاستخدامه لاحقًا كمصدر طاقة صناعية أو لتوليد الطاقة في المزارع. البحث يجري أيضًا مقابل متطلبات تعويض الكربون المقدرة في نيوزيلندا من 4 مليارات إلى 5 مليارات دولار لتحقيق أهداف مساهمتها المحددة وطنيًا لعام 2030.
