دی اکسید کربن (CO2)، گازی بی رنگ با بوی کمی تند و طعم ترش است که یکی از مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌رود. این گاز ارتباط مستقیمی با گرمایش جهانی دارد، اما بخش کوچکی از جو زمین را تشکیل می‌دهد (حدود 3 حجم در 10000). گاز کربن دی اکسید موجود در جو، در احتراق مواد حاوی کربن، تخمیر، فتوسنتز در حیوانات و تنفس حیوانات به کار گرفته می‌شود.
وجود این گاز در جو باعث می‌شود تا مقداری از انرژی تابشی خورشید که توسط زمین دریافت شده، به فضا بازنگردد و در نتیجه به اصطلاح اثر گلخانه‌ای اتفاق بیفتد. به طور کلی، کربن دی اکسید برای کاربردهای متنوع متعددی به کار می‌رود که در این مقاله به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد. برای آشنایی بیشتر با مشخصات گاز دی اکسید کربن، این مقاله از پارس هوای البرز را بخوانید.
گاز دی اکسید کربن چه کاربردهایی دارد؟
گاز کربن دی اکسید توسط صنایع غذایی، صنعت نفت و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود و کاربردهای متفاوت دیگری نیز دارد؛ اما یکی از بزرگترین کاربردهای آن، استفاده به عنوان ماده شیمیایی در تولید نوشابه‌ها و نوشیدنی‌های گازدار است.
کاربردهای گاز کربن دی اکسید در صنایع شیمیایی
به طور عمده CO2 در صنایع شیمیایی، به عنوان ماده اولیه در تولید اوره مصرف می‌شود. از کاربردهای دیگر این گاز می‌توان به تولید متانول و بسیاری از محصولات شیمیایی دیگر اشاره کرد. همچنین برخی از مشتقات کربوکسیلیک اسید مانند سالیسیلات سدیم با استفاده از گاز CO2 و طی واکنش‌های ویژه‌ای به دست می‌آیند.
علاوه بر کاربردهای ذکر شده از گاز CO2برای تولید مواد شیمیایی، از روش‌های الکتروشیمیایی نیز استفاده می‌شود؛ برای مثال می‌توان به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید سوخت از کربن دی اکسید اشاره کرد. این فرآیند می‌تواند منجر به تولید سوخت‌هایی شود که به راحتی قابل حمل و نقل هستند و استفاده از آنها، انتشار خالص CO2 به هوا را به دنبال ندارند.
کاربردهای گاز دی اکسید کربن در کشاورزی
گیاهان برای انجام فتوسنتز به گاز دی اکسید کربن نیاز دارند؛ به طوری که جو گلخانه‌های بزرگ باید با گاز کربن دی اکسید اضافی برای حفظ و افزایش سرعت رشد گیاهان غنی شود. همچنین در غلظت‌های بسیار بالا (100 برابر غلظت اتمسفر یا بیشتر)، دی اکسید کربن می‌تواند برای جانوران سمی و کشنده باشد، بنابراین افزایش غلظت این گاز برای چند ساعت، می‌تواند آفاتی مانند مگس سفید و کنه‌های عنکبوتی را از بین ببرد.
دی اکسید کربن در صنایع غذایی
خمیرمایه‌های مورد استفاده در نانوایی، با تولید دی اکسید کربن باعث بالا آمدن خمیر می‌شوند. همچنین از این گاز برای تولید نوشابه‌های گازدار و آب سودا نیز استفاده می‌شود.
گاز دی اکسید کربن در کپسول آتش نشانی
از گاز دی اکسید کربن می‌توان برای خاموش کردن شعله‌های آتش استفاده کرد. این گاز هنگام خاموش کردن آتش، با آن واکنش نمی‌دهد و با جایگزین شدن با اکسیژن، باعث خاموش شدن آن می‌شود. برخی از کپسول‌های آتش نشانی، به خصوص آنهایی که برای آتش سوزی‌های الکتریکی طراحی شده‌اند، حاوی دی اکسید کربن مایع تحت فشار هستند.
دی اکسید کربن به عنوان حلال
دی اکسید کربن مایع یک حلال خوب برای بسیاری از ترکیبات آلی چربی دوست است. از این ویژگی کربن دی اکسید برای حذف کافئین از قهوه استفاده می‌شود. همچینین در صنایع دارویی و سایر صنایع مرتبط با فرآوری شیمیایی به عنوان جایگزینی برای حلال‌های قدیمی‌تر مانند ارگانوکلریدها با سمیت کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در موارد دیگر، به دلیل سمیت کمتر گاز کربن دی اکسید، از آن در برخی از خشکشویی‌ها نیز استفاده می‌شود. در تهیه برخی از آئروژل‌ها نیز به دلیل خواص دی اکسید کربن استفاده می‌شود.
کاربردهای گاز کربن دی اکسید در صنایع پزشکی و دارویی
در صنعت پزشکی، تا محدوده غلظت 5 درصد دی اکسید کربن (130 برابر غلظت اتمسفر) برای تحریک تنفس بیماران بعد از آپنه و همچنین برای تثبیت اکسیژن به گاز اکسیژن اضافه می‌شود. گاز دی اکسید کربن را می‌توان با حداکثر 50٪ اکسیژن مخلوط کرد و یک گاز قابل استنشاق را تشکیل داد. این ترکیب تحت عنوان Carbogen شناخته می‌شود و کاربردهای پزشکی و تحقیقاتی متنوعی دارد.
یکی دیگر از کاربردهای پزشکی آن، استفاده در آبگرم‌های خشک موقت است که از دی اکسید کربن ناشی از مواد منتشر شده پس از فوران آتشفشان برای اهداف درمانی استفاده می‌کنند.
گاز دی اکسید کربن برای کنترل PH
دی اکسید کربن می‌تواند به عنوان وسیله‌ای برای کنترل PH استخرها استفاده شود؛ به طوری که با افزودن مداوم این گاز به آب، از افزایش PH جلوگیری می‌شود. از این ویژگی به طور مشابه، در آکواریوم‌های صخره‌ای نیز استفاده می‌شود؛ در این نوع از آکواریوم‌ها معمولاً در راکتورهای کلسیم برای کاهش موقت PH آب عبوری از کربنات کلسیم استفاده می‌شود تا به کربنات کلسیم اجازه دهد آزادانه در آب حل شود. برخی از مرجان‌های موجود در آب، نیز برای ساختن اسکلت خود از این کلسیم کربنات استفاده می‌کنند.