من طرف زائر الأربعاء 16 أبريل 2008, 1:43 pmتحول زيت الصويا والغلوكوز إلى هيدروجين لإنتاج وقود
ابتكر باحثون عملية تطاير (تبخر سريع) ضوئي تفاعلي تقوم بتسخين الزيت والسكر وصولا لإنتاج غاز الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، وهو خليط من غاز مخلق، يسمى اختصارا (syngas) ويستخدم هذا الغاز في صنع مواد كيمياوية ووقود، بما في ذلك الغازولين (البنزين).
تمثل العملية المبتكرة تقنية جديدة تعمل بسرعات تتراوح بين عشرة و100 ضعف سرعة التقنية الراهنة، ويمكن أن تحسن -بدرجة دالة- كفاءة إنتاج الوقود من مصادر طاقة متجددة.
قاد الفريق أستاذ الهندسة الكيميائية وعلوم المواد بجامعة مينيسوتا الدكتورة لاني شميت، وضم ثلاثة من الباحثين المرشحين للدكتوراه هم جيمس سالج وبرادي دراير وبول داونهاور.
وقام الباحثون بإنتاج رطل واحد (450 غراما) من الغاز المخلق في يوم واحد باستخدام مفاعل كيميائي صغير الحجم بمختبرات الجامعة.
وقود حيوي
تقول د. شميت إن التقنية الجديدة تمثل طريقة في استخدام كتلة حيوية -رخيصة أو لا قيمة لها- لتحويلها إلى وقود وكيمياويات مفيدة. ويمكن للكتلة الحيوية المستخدمة أن تكون زيت الطبخ، أو منتجات من روث (سماد) البقر، أو مهملات الحديقة، أو سيقان الذرة والأشجار.
أحد أنواع الوقود القادمة هو البيوديزل أو الديزل الحيوي الذي ينتج من زيت الصويا. وفي الوقت الراهن، تقتضي الخطوة الرئيسية في التقنية التقليدية لتحويل الزيت إلى بيوديزل إضافة كحول الميثانول، وهو وقود حفري كالفحم والبترول.
بيد أن التقنية الجديدة تقفز أو تتجاوز خطوة البيوديزل، بل تحول الزيت مباشرة إلى غازات هيدروجين وأول أكسيد الكربون، وذلك بتسخين الزيت نحو مستوى 1000 درجة مئوية. وهكذا، يتحول حوالي 70% من الهيدروجين الموجود بالزيت إلى غاز هيدروجين.
تكسير الروابط حراريا
وبنفس الطريقة، وباستخدام محلول مشبع تقريبا بالغلوكوز المذاب في الماء، تم تسخين المحلول -وفقا لعملية التطاير الضوئي التفاعلي- بسرعة شديدة إلى درجة تفكيكه وتحويله لغاز مخلق، وليس إلى مكوناته الأصلية المعتادة الكربون والماء.
وكانت صعوبة تحويل المادة النباتية إلى وقود قابل للاستعمال هي في تكسير الروابط الكيميائية التي تقيد ذرات العناصر الكيميائية إلى بعضها لتكوين جزيئات السليلوز (وهو المادة التي تعطي لجدران الخلايا صلابتها) وذلك من أجل تحرير السكريات البسيطة التي يمكن تخميرها إلى ميثانول أو تحويلها إلى أنواع وقود أخرى. وهذا يتطلب إنزيمات خاصة ووقتا كثيرا.
لكن الحرارة العالية للتقنية الجديدة تكسر الروابط الكيميائية بيسر، مما يعني أن السليلوز والمواد النباتية المماثلة يمكن استخدامها كمخزون لتغذية العملية.
يُذكر أن نتائج هذا البحث قد نشرت مؤخرا بمجلة سيانس العلمية. وقد تلقى هذا المشروع دعما من وزارة الطاقة الأميركية، ومن مبادرة جامعة مينيسوتا للطاقة المتجددة والتي أتاحت خلاصة البحث
منقول / مجلة الجزيرة الالكترونية
ابتكر باحثون عملية تطاير (تبخر سريع) ضوئي تفاعلي تقوم بتسخين الزيت والسكر وصولا لإنتاج غاز الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، وهو خليط من غاز مخلق، يسمى اختصارا (syngas) ويستخدم هذا الغاز في صنع مواد كيمياوية ووقود، بما في ذلك الغازولين (البنزين).
تمثل العملية المبتكرة تقنية جديدة تعمل بسرعات تتراوح بين عشرة و100 ضعف سرعة التقنية الراهنة، ويمكن أن تحسن -بدرجة دالة- كفاءة إنتاج الوقود من مصادر طاقة متجددة.
قاد الفريق أستاذ الهندسة الكيميائية وعلوم المواد بجامعة مينيسوتا الدكتورة لاني شميت، وضم ثلاثة من الباحثين المرشحين للدكتوراه هم جيمس سالج وبرادي دراير وبول داونهاور.
وقام الباحثون بإنتاج رطل واحد (450 غراما) من الغاز المخلق في يوم واحد باستخدام مفاعل كيميائي صغير الحجم بمختبرات الجامعة.
وقود حيوي
تقول د. شميت إن التقنية الجديدة تمثل طريقة في استخدام كتلة حيوية -رخيصة أو لا قيمة لها- لتحويلها إلى وقود وكيمياويات مفيدة. ويمكن للكتلة الحيوية المستخدمة أن تكون زيت الطبخ، أو منتجات من روث (سماد) البقر، أو مهملات الحديقة، أو سيقان الذرة والأشجار.
أحد أنواع الوقود القادمة هو البيوديزل أو الديزل الحيوي الذي ينتج من زيت الصويا. وفي الوقت الراهن، تقتضي الخطوة الرئيسية في التقنية التقليدية لتحويل الزيت إلى بيوديزل إضافة كحول الميثانول، وهو وقود حفري كالفحم والبترول.
بيد أن التقنية الجديدة تقفز أو تتجاوز خطوة البيوديزل، بل تحول الزيت مباشرة إلى غازات هيدروجين وأول أكسيد الكربون، وذلك بتسخين الزيت نحو مستوى 1000 درجة مئوية. وهكذا، يتحول حوالي 70% من الهيدروجين الموجود بالزيت إلى غاز هيدروجين.
تكسير الروابط حراريا
وبنفس الطريقة، وباستخدام محلول مشبع تقريبا بالغلوكوز المذاب في الماء، تم تسخين المحلول -وفقا لعملية التطاير الضوئي التفاعلي- بسرعة شديدة إلى درجة تفكيكه وتحويله لغاز مخلق، وليس إلى مكوناته الأصلية المعتادة الكربون والماء.
وكانت صعوبة تحويل المادة النباتية إلى وقود قابل للاستعمال هي في تكسير الروابط الكيميائية التي تقيد ذرات العناصر الكيميائية إلى بعضها لتكوين جزيئات السليلوز (وهو المادة التي تعطي لجدران الخلايا صلابتها) وذلك من أجل تحرير السكريات البسيطة التي يمكن تخميرها إلى ميثانول أو تحويلها إلى أنواع وقود أخرى. وهذا يتطلب إنزيمات خاصة ووقتا كثيرا.
لكن الحرارة العالية للتقنية الجديدة تكسر الروابط الكيميائية بيسر، مما يعني أن السليلوز والمواد النباتية المماثلة يمكن استخدامها كمخزون لتغذية العملية.
يُذكر أن نتائج هذا البحث قد نشرت مؤخرا بمجلة سيانس العلمية. وقد تلقى هذا المشروع دعما من وزارة الطاقة الأميركية، ومن مبادرة جامعة مينيسوتا للطاقة المتجددة والتي أتاحت خلاصة البحث
منقول / مجلة الجزيرة الالكترونية
