پسماندهای غذا به سوخت هواپیما تبدیل می شوند
نئوپدیا: دانشمندان درحال تبدیل کردن ته مانده های غذا به سوخت هواپیماهای آینده هستند.
به گزارش نئوپدیا به نقل از ایسنا، شاید عجیب به نظر برسد، اما محققان دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین باور دارند روشی یافته اند که می تواند این سناریوی غیرمنتظره را دست کم در مقیاسی کوچک به حقیقت تبدیل کنند.
به نقل از پاپ سای، در مقاله ای که این هفته در نشریه Nature Communications انتشار یافته، مهندسان کشاورزی راهبردی را تشریح کرده اند که طی آن پسماندهای اضافی مواد غذایی به سوخت زیستی تبدیل می شوند و سپس این سوخت ارتقا یافته تا به سوخت جت تبدیل شود؛ سوختی که می تواند مستقیما در موتور هواپیما استفاده گردد بدون آن که نیاز به تغییر در زیرساخت های هواپیما باشد.
آنان سوخت تولیدشده از پسماند غذا را با معیارهای صنعتی مقایسه کردند و دریافتند که با تمام معیارهای موردنیاز برای سوخت جت متداول مطابقت دارد.
باآنکه این یافته ها اکنون بیشتر در حد اثبات امکان پذیری ایده (Proof of Concept) هستند، اما افق هیجان انگیزی را می گشایند که در آن استفاده از پسماند مواد غذایی که بی گمان مقدار زیادی از آن در جهان وجود دارد، می تواند به صنعت هوانوردی کمک نماید تا به هدف بلندپروازانه خود یعنی دستیافتن به انتشار خالص صفر کربن در سه دهه آینده نزدیک تر شود.
پروفسور یوان هوی ژانگ (Yuanhui Zhang)، استاد دانشگاه ایلینوی و نویسنده مسئول مقاله، می گوید: در یک اقتصاد خطی، ما چیزی تولید می نماییم، استفاده می نماییم و سپس دور می اندازیم. اما در این پروژه، ما ضایعات را گرفته و انرژی و مواد آنرا بازیابی می نماییم تا محصولی قابل استفاده بسازیم. این کار حلقه گمشده الگوی اقتصاد چرخشی را پر می کند.
هواپیماها در پایین آوردن آلایندگی از خودرو ها عقب مانده اند
آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده (EPA) برآورد کرده است که در سال ۲۰۲۲، حدود ۲۹ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای آمریکا از بخش حمل و نقل ناشی شده است. از این مقدار، حدود ۷ درصد مربوط به هواپیماهای تجاری بوده است.
خودرو های مدرن در سالیان اخیر میزان انتشار خویش را کاهش داده اند، قسمتی از آن به لطف گرایش به سوی انرژی باتری و خودرو های برقی است.
در صورتیکه هواپیماهای برقی برای پروازهای کوتاه از نظر نظریه ممکن هستند، اما باتری ها هنوز توان کافی برای تأمین انرژی یک جت مسافربری در سفرهای طولانی را ندارند چونکه انرژی موجود در هر کیلوگرم سوخت جت حدود ۵۰ برابر بیشتر از باتری های لیتیوم-یونی معمولی است. به همین دلیل، هواپیماها در پایین آوردن آلایندگی از خودرو ها عقب مانده اند.
آیا سوخت هوانوردی پایدار مبتنی بر زیست توده چاره است؟
برخی برآوردها نشان می دهند که سوخت هوانوردی پایدار (SAF) که عموما از مواد آلی به دست می آید، می تواند انتشار کربن پروازها را تا ۸۰ درصد کم کند.
در صورتیکه سوخت های زیستی مانند اتانول سال هاست برای خودرو ها استفاده می شوند، تولید نوعی از آن که مناسب هواپیماها باشد دشوارتر بوده است، چون ترکیب شیمیایی آنها معمولاً با الزامات خیلی سخت گیرانه سوخت جت سازگار نیست.
تبدیل پسماند غذا به سوخت جت
اینجاست که پسماند مواد غذایی وارد صحنه می شود. در این آزمایش جدید، گروه پژوهشی پسماند غذا را از کارخانه های فرآوری مواد غذایی جمع آوری کرد و سپس از فرآیندی شیمیایی به نام مایع سازی هیدروترمال (Hydrothermal Liquefaction - HTL) بهره برد.
این فرایند در حقیقت تقلیدی از روش طبیعی تشکیل نفت خام در زمین است با این تفاوت که در محیطی کنترل شده و بسیار سریع تر صورت می گیرد. در حقیقت مایع سازی هیدروترمال مانند یک «زودپز پیشرفته» عمل می کند که زمان چند میلیون ساله طبیعت را فشرده می سازد.
پس از استخراج مقدار زیادی نفت خام مصنوعی از پسماند غذا، محققان آنرا طی دو مرحله به سوخت جت تبدیل کردند:
مرحله اول: حذف نمک، خاکستر، رطوبت و سایر ناخالصی ها. مرحله دوم: استفاده از فرایند پاک سازی موسوم به هیدروتصفیه کاتالیزوری (Catalytic Hydrotreating) برای حذف عناصر ناخواسته مانند نیتروژن، گوگرد و اکسیژن. سرانجام، تنها هیدروکربن های مورد نیاز برای ساخت سوخت جت باقی ماندند. گروه پژوهشی چند نوع کاتالیزور مختلف را آزمایش کرد و دریافت که کبالت–مولیبدن (Cobalt–Molybdenum) مؤثرترین و با این وجود در دسترس ترین کاتالیزور فلزی برای انجام واکنش های لازم جهت پالایش نفت به سوخت هوانوردی است.
سوخت تولیدشده آزمایش ها را با موفقیت پشت سر گذاشت
محققان سوخت هوانوردی استخراج شده از پسماند غذا را برمبنای معیارهای رسمی انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) و اداره هوانوردی فدرال (FAA) مورد آزمایش قرار دادند.
نتیجه نشان داد که این سوخت تمام معیارهای صنعتی را برآورده می کند و نیاز به افزودنی های خاص ندارد یعنی بصورت نظری می تواند موتور هواپیماهای تجاری را به کار اندازد.
این نتایج گام نخست برای نشان دادن امکان پذیری تولید سوخت جت از پسماند غذا هستند. اما تولید مقادیر زیاد از این سوخت برای تأمین نیاز کامل یک هواپیمای مسافربری، چالشی بسیار بزرگ است که مستلزم زمان، منابع و سرمایه گذاری های عظیم خارج از محیط دانشگاهی خواهد بود.
حرف آخر اینکه به نقل از پاپ سای، در مقاله ای که این هفته در نشریه Nature Communications انتشار یافته، مهندسان کشاورزی راهبردی را تشریح کرده اند که طی آن پسماندهای اضافی مواد غذایی به سوخت زیستی تبدیل می شوند و سپس این سوخت ارتقا یافته تا به سوخت جت تبدیل شود؛ سوختی که می تواند مستقیما در موتور هواپیما استفاده گردد بدون آن که احتیاج به تغییر در زیرساخت های هواپیما باشد. اگرچه این یافته ها حالا بیشتر در حد اثبات امکان پذیری ایده (Proof of Concept) هستند، اما افق هیجان انگیزی را می گشایند که در آن استفاده از پسماند مواد غذایی که بی شک مقدار زیادی از آن در جهان وجود دارد، می تواند به صنعت هوانوردی کمک کند تا به هدف بلندپروازانه خود یعنی رسیدن به انتشار خالص صفر کربن در سه دهه آینده نزدیک تر شود. هواپیماها در پایین آوردن آلایندگی از خودروها عقب مانده اند آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده (EPA) برآورد کرده است که در سال ۲۰۲۲، حدود ۲۹ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای آمریکا از بخش حمل و نقل ناشی شده است.
منبع: neopedia.ir
این مطلب نئوپدیا را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب