تحسين كفاءة احتجاز الكربون باستخدام الحوسبة الكمومية

طور باحثون من المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة وجامعة كنتاكي خوارزمية للحوسبة الكمية يمكنها تحديد مركبات أفضل لالتقاط الكربون بشكل أكثر كفاءة.

ظلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في عام 2022 عند مستويات قياسية، ولم تظهر أي علامات على الانخفاض. 

يجب تقليل انبعاثات الكربون، ويجب إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للحد من الأضرار. يمكن أن يعالج احتجاز الكربون هذه المشكلة، عن طريق سحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزينه بشكل دائم لعكس آثار تغير المناخ.

لا تزال تقنيات احتجاز الكربون العملية في المراحل الأولى من التطوير. تتضمن تقنيات احتجاز الكربون الأكثر وعدًا فئة من المركبات تسمى الأمينات التي ترتبط كيميائيًا بثاني أكسيد الكربون. 

تعد الكفاءة أمرًا أساسيًا لهذه التقنيات، وقد يؤدي العثور على مركبات أفضل قليلاً إلى التقاط مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون الإضافي.

لمحاولة تحسين كفاءة تقنيات احتجاز الكربون، استخدم باحثون من مختبر تكنولوجيا الطاقة الوطني وجامعة كنتاكي خوارزمية لدراسة التفاعلات الأمينية من خلال الحوسبة الكمومية. 

باستخدام جهاز كمبيوتر كمي موجود، يمكن للخوارزمية العثور على مركبات أمين مفيدة لالتقاط الكربون بسرعة أكبر.

تم نشر العمل، ” وصف التفاعل وطاقة الاهتزاز لتفاعل ثاني أكسيد الكربون – NH3 باستخدام خوارزميات الحوسبة الكمومية ” في مجلة AVS Quantum Science.

احتجاز الكربون القائم على الأمين

احتجاز الكربون القائم على الأمين هو تقنية متاحة تجاريًا، والتي تستخدم مذيب أمين لإزالة ثاني أكسيد الكربون من غاز المداخن. الأمين هو مذيب مشتق من الأمونيا.

تقوم التقنية بفصل ثاني أكسيد الكربون عن غاز المداخن، والذي يتم تغذيته في عمود الامتصاص. يتم بعد ذلك إدخال المذيب في عمود جهاز الفصل لإطلاق ثاني أكسيد الكربون، والذي يتم بعد ذلك التقاطه.

تُستخدم التقنيات القائمة على الأمين على نطاق واسع لامتصاص ثاني أكسيد الكربون كيميائيًا، لذا فإن ضمان تحسين هذه العملية أمر ضروري.

ضمان كفاءة العملية مع الحوسبة الكمومية

لزيادة كفاءة تقنيات التقاط الكربون القائمة على الرسوم المتحركة، درس الباحثون قدرة المذيبات القائمة على الأمين على امتصاص ثاني أكسيد الكربون كيميائيًا باستخدام خوارزمية الحوسبة الكمومية.

ضمان كفاءة العملية

قال المؤلف تشينغ شاو: “لسنا راضين عن جزيئات الأمين الحالية التي نستخدمها في هذه العملية”.

“يمكننا محاولة العثور على جزيء جديد للقيام بذلك، ولكن إذا أردنا اختباره باستخدام موارد الحوسبة التقليدية، فسيكون ذلك حسابًا مكلفًا للغاية. نأمل أن يكون لدينا خوارزمية سريعة يمكنها فحص الآلاف من الجزيئات والهياكل الجديدة. “

التفاعلات بين كل زوج من الذرات يجب أن يتم حسابها بواسطة خوارزمية الكمبيوتر. 

يمكن أن يكون هذا تحديًا لأجهزة الكمبيوتر التقليدية، حتى أن جزيءًا بسيطًا ثلاثي الذرات مثل ثاني أكسيد الكربون يرتبط بأبسط أمين، الأمونيا، الذي يحتوي على أربع ذرات، ينتج عنه مئات التفاعلات الذرية.

على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تتفوق في هذا النوع من المشكلات، إلا أنها لا تزال تقنية متطورة وليست قوية بما يكفي للتعامل المباشر مع هذه الأنواع من عمليات المحاكاة.

يمكن لخوارزمية المجموعة التغلب على هذه المشكلة

تساعد الخوارزمية التي طورها الباحثون أجهزة الكمبيوتر الكمومية على التعامل مع هذه المحاكاة، مما يسمح للتكنولوجيا بتحليل الجزيئات الأكبر والتفاعلات الأكثر تعقيدًا. هذا أمر حيوي للتطبيقات العملية في مجالات مثل احتجاز الكربون.

قال المؤلف يوهوا دوان: “نحاول استخدام تكنولوجيا الحوسبة الكمومية الحالية لحل مشكلة بيئية عملية”.

المصدر: innovationnewsnetwork

إقراء ايضا:

إنشاء حساب موقع PayPal

إنشاء حساب موقع Payeer

إنشاء حساب موقع خمسات

انشاء حساب موقع صراحة

انواع الجرائم الالكترونية

إنشاء حساب فيس بوك

انشاء حساب انستقرام

دليل سيو SEO | تحسين محركات البحث 2023

أنت تستخدم إضافة Adblock

يعتمد موقع انشاء على الاعلانات كمصدر لدعم الموقع، يجب عليك ايقاف تشغيل حاجب الاعلانات لمشاهدة المحتوي