تشكل انبعاثات الكربون الناجمة عن محطات الطاقة إحدى أكبر الأزمات البيئية التي تواجه العالم في العصر الحديث نظرًا لبطء تبددها وتأثيرها المباشر على التغير المناخي والبيئات الطبيعية، وفي المقابل يزداد الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية بشكل غير مسبوق مما يضع ضغوطًا هائلة على منابع الوقود الأحفوري التقليدي. تهدف هذه المقالة العلمية إلى تسليط الضوء على تطوير المحفزات الكيميائية المتقدمة كحل هندسي مبتكر يجمع بين المعالجة الفعالة للانبعاثات الغازية واحتجاز الكربون بكفاءة عالية تُسهم مباشرة في دعم استدامة محطات الطاقة الحديثة. منذ بداية التوسع الصناعي أصبحت محطات التوليد مصدرًا أساسيًا للانبعاثات الكيميائية في كافة الأنشطة، ومع ذلك فإن استمرار هذه الانبعاثات تحول إلى عبء بيئي لأن غازات الكربون تستغرق عقودًا طويلة لكي تتبدد بيولوجياً وطبيعياً. مع تزايد التوجه العالمي نحو الاقتصادات الدائرية ظهرت الحاجة إلى تحويل هذه الغازات من مجرد عبء بيئي إلى مدخلات قابلة للاحتجاز والاستفادة، حيث يمثل التفاعل الكيميائي المحفّز الذي يربط بين نواتج الاحتراق ومواد الاحتجاز الجسر الرابط بين قطاع إدارة الانبعاثات وقطاع إنتاج الطاقة الكهربائية النظيفة. تعتمد عملية احتجاز الكربون على تطوير محفزات ومواد كيميائية ذات مسامية عالية، وهي عملية فصل وتثبيت كيميائي لجزيئات الكربون في غازات العادم قبل انبعاثها للغلاف الجوي. تبدأ العملية بتوجيه انبعاثات المحطات وتنظيفها من الشوائب الصلبة وتبريدها، ثم تُدخل هذه الغازات إلى مفاعلات امتصاص كيميائي تحتوي على محفزات دقيقة بدرجات حرارة وضغوط محددة. تتحول جزيئات الكربون بفعل التفاعل المحفّز إلى مركبات مرابطة يُعاد إطلاقها بتركيز عالٍ عند تجديد المحفز لإنتاج غاز كربون نقي قابل للتخزين أو التحويل، بالإضافة إلى انبعاث غازات خالية من التلوث. ليست جميع المواد الكيميائية متساوية من حيث كفاءة الاحتجاز وتوفير الطاقة، حيث تُعد المحفزات التي تحتوي على نسبة عالية من أطُر المعادن العضوية والسطوح النانوية من أفضل المدخلات. يبرز استخدام المحفزات القائمة على المركبات الأمينية والمواد النانوية المسامية، إلى جانب الأكاسيد المعدنية النشطة، كأفضل الأنواع التي تعطي عائدًا مرتفعًا في احتجاز وتثبيت الكربون يصل إلى أكثر من ثمانين بالمئة من كتلة الانبعاثات المدخلة. في المقابل يُستبعد عادةً استخدام المحفزات التقليدية غير المطورة من هذه العملية لأنها تستهلك طاقة حرارية عالية جدًا عند التجديد وتسبب تآكل المفاعلات وتنتج انبعاثات ضارة. يتميز الكربون المحتجز والمستخلص بخصائص فيزيوكيميائية ونقاوة عالية تقارب الغازات الصناعية المعيارية، مما يجعله صالحًا للاستخدام في التطبيقات الكيميائية والصناعية المختلفة. يمكن خلط هذا الغاز المحتجز ومفعلته بنسب مختلفة مع الهيدروجين أو استخدامه مباشرة بعد تنقيته لإنتاج وقود سائل ومواد هيدروكربونية لتشغيل المولدات. كما يتم استغلال الحرارة الفائضة الناتجة من عملية التفاعل الكيميائي نفسها للحرق المباشر وتوليد البخار لتشغيل توربينات التوليد داخل المحطة، مما يحقق اكتفاءً ذاتيًا للمحطة من الطاقة. يحقق هذا التوجه منافع بيئية واقتصادية متكاملة، فهو يسهم في تقليل حجم الانبعاثات الغازية وخفض البصمة الكربونية الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري وتكريره. كما أنه يقدم مصدر طاقة محلي ورخيص للمناطق النائية والمصانع، مما يدعم الاقتصاد الدائري ويخلق فرص عمل جديدة في مجالات احتجاز الكربون وإدارة محطات الطاقة البديلة. رغم الفرص الواعدة، تقف بعض التحديات أمام التوسع التجاري لهذه التقنية، مثل ارتفاع تكلفة تصنيع المحفزات النانوية والحاجة إلى تنقية الانبعاثات من الشوائب الحمضية قبل إدخالها إلى المفاعلات الحساسة. يبقى تطوير محفزات كيميائية أكثر كفاءة وانخفاضًا في التكلفة هو النقطة الفاصلة لجعل عملية احتجاز الكربون من محطات الطاقة خيارًا تجارياً منافساً لوسائل الطاقة التقليدية خلال العقود القادمة. جامعة المستقبل – الجامعة الأهلية الأولى في العراق