طراحی و ساخت نانوکاتالیزور ناهمگن برای تبدیل روغن‌های گیاهی به سوخت بیودیزل
طراحی و ساخت نانوکاتالیزور ناهمگن برای تبدیل روغن‌های گیاهی به سوخت بیودیزل

استادیار شیمی دانشگاه پیام نور ایلام گفت: متاسفانه کشور ما از معدود کشورهایی است که بطور کامل از سوخت های فسیلی استفاده می‌کند در حالی که امروزه حتی کشورهای حوزه خلیج فارس هر چند با درصد پایین (۲%) از مخلوط بیودیزل با پترودیزل استفاده می‌کنند.

به گزارش یوپنا دکتر «احمد نیک‌سرشت»، اظهار کرد: یکی از اساسی‌ترین علومی که نقش بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته، شیمی است که با گذشت زمان جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی، روز به روز پررنگ تر شده است.

وی با بیان اینکه همه‌ی پژوهش‌هایی که ما انجام دادیم در جهت رفع برخی از مشکلات زیست محیطی بوده و همواره مبانی شیمی سبز را به عنوان اصول اساسی مدنظر قرار داده‌ایم، تصریح کرد: اصطلاح شیمی سبز در رابطه با طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی است که تولید و استفاده از مواد خطرناک را کاهش داده یا کاملا از بین می برد به عبارت دیگر، کاهش آلودگی در منشاء اساسا متفاوت و مطلوب‌تر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است.

عضو هیئت علمی دانشگاه پیام‌نور ایلام ادامه داد: با این سابقه ذهنی، و با آگاهی از مسئله آلودگی هوا به عنوان یکی از معضلات کشور ، به گونه‌ای که در کلان شهرهایی مانند تهران علاوه بر سایر عوارض زیست محیطی، هم وطنان عزیزمان به شدت از تنفس هوای آلوده در رنج‌اند و  تا حد بحران رسیده‌است انگیزه‌ی ما را جهت پژوهش در این زمینه، را شکل داد.

نیک‌سرشت گفت: دو مورد از پژوهش‌های انجام شده  در زمینه تولید بیودیزل به عنوان سوخت زیستی با توجه به اهمیت و ضرورت استفاده از این نوع سوخت ها در دنیای امروز، است  و در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry با اعتبار Q1 و IF=7.279 منتشر شده است و با توجه به مسائل زیست محیطی سوخت های فسیلی در حقیقت نگاه متفاوتی با موضوع “رویکرد نوآورانه نسبت به سوخت سبز” در اولویت فعالیت های پژوهشگران این حوزه قرارگرفته است.

عضو هیئت علمی دانشگاه پیام‌نور ایلام با تاکید بر اینکه افزایش قیمت نفت‌خام، کاهش منابع نفتی، و نیز افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی سبب‌شده‌است ، گفت: ازمیان سوخت‌های جایگزین، بیودیزل یکی از مناسب‌ترین سوخت‌ها جهت جایگزینی با سوخت‌دیزل معرفی‌شده‌است.

استادیار شیمی دانشگاه پیام‌نور ایلام با بیان اینکه هرچند که انگیزه‌های دولت‌ها برای دنبال‌کردن توسعه بیودیزل پیچیده و چندبعدی است، اما نیروی محرکه‌ی کلیدی سیاست‌های دولتی توسعه بیودیزل در کشورهای مختلف به سه بخش تقسیم می‌شود، تصریح کرد: نخست در بحران انرژی پیش‌رو بیودیزل نقش بسیار مهمی در تقویت امنیت انرژی ملی بازی خواهدکرد. دوم بیودیزل به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر، جایگزین سوخت‌های فسیلی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای نقش دارد. سوم تقاضای فزاینده محصولات روغنی برای تولید بیودیزل بر درآمد خالص مزارع اثر مثبت دارد.

نیک‌سرشت تاکید کرد: این سوخت پاک دارای کمترین آلایندگی و فاقد بخش اعظم آلاینده‌هایی نظیر ترکیبات نیتروژن، مونواکسید کربن، دی‌اکسید کربن و ذرات جامد معلق از گاز خروجی اگزوز موتورهای دیزلی است.

وی گفت: پژوهشگران تحقیقات گسترده‌ای در رابطه با سایر منابع انرژی جایگزین مانند انرژی هسته‌‍‌ای، هیدروژنی و …انجام داده‌اند و به موفقیت‌های بسیاری دست پیدا کرده‌اند اما آنچه استفاده‌ی روزافزون از این منابع انرژی را محدود می‌کند هزینه بالا و نیاز به تکنولوژی پیچیده جهت استفاده از این منابع انرژی است در حالیکه سوخت بیودیزل با همین تجهیزات و موتورهایی که از سوخت فسیلی استفاده می‌کنند یعنی بدون نیاز به تغییر در ساختار موتورهای دیزلی، قابل استفاده بوده و حتی کارایی آن نسبت به سوخت های فسیلی رایج نیز به علت ویژگی روانکاری موتور بیشتر است.

پژوهشگر نمونه امسال استان ایلام با بیان اینکه بیودیزل در خصوصیات پایه‌ای مانند محتوی انرژی، ویسکوزیته و تغییرات فازی کاملا شبیه دیزل مشتق شده از نفت‌خام است، ادامه داد:اگر چه بیودیزل حاوی هیچ محصول نفتی نیست اما با پترودیزل کاملا سازگار بوده و می‌تواند با هر نسبتی با آن مخلوط شود، تا یک مخلوط پایدار بیوسوختی تشکیل‌دهد. این سازگاری باعث شده که بیودیزل به‌عنوان یکی از خوش‌آتیه‌ترین جایگزین‌های سوخت اتومبیل‌ها مطرح شود و همین امر سبب شده تا در سال‌های اخیر صنعت بیودیزل به سرعت توسعه پیدا کند.

نیک‌سرشت تاکید کرد: بر اساس گزارش سازمان همکاری اقتصادی و توسعه، تولید بیودیزل توانسته است تا سال ۲۰۱۹ به میزان تقریبی ۴۱ میلیارد لیتر برسد. متاسفانه کشور ما از معدود کشورهای‌است که به طور کامل از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کند در حال حاضر حتی کشورهای حوزه خلیج فارس هرچند با درصد پایین (۲%) از مخلوط بیودیزل با پترودیزل استفاده‌ می‌کنند.

وی گفت: روغن‌های گیاهی یا گلیسیریدها به‌دلیل داشتن زنجیره‌های هیدروکربنی طویل، دارای ویسکوزیته و چگالی بالاتری نسبت به گازوییل هستند، لذا استفاده‌ی مستقیم از آن در موتور دیزل موجب کاهش کیفیت احتراق شده و تاثیر نامطلوبی بر تولید توان و انتشار آلاینده‌ها می‌گذارد.

نیک‌سرشت تصریح کرد: در این پژوهش برای اصلاح ساختار روغن‌های گیاهی به عنوان سوخت قابل استفاده در موتوردیزل، تری‌گلیسیریدهای موجود در روغن‌گیاهی یا سایر منابع، طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون تبدیل به سوخت بیودیزل می‌شود.

وی گفت:  تحقیقات نشان می‌دهد که سوخت بیودیزل، در مقایسه با گازوییل معمولی، سوختی پاک به‌شمار می‌آید و استفاده از مخلوط ۲۰ درصد حجمی بیودیزل با گازوییل بهترین عملکرد موتور را داشته‌است.

استادیار شیمی دانشگاه پیام‌نور ایلام ادامه داد: بیودیزل به عنوان مونو آلکیل استر اسیدهای چرب تعریف می شود، و به عنوان یکی از سوخت‌های تجدیدپذیر پاک توجه بسیاری از تحقیقات را به خود جلب کرده‌ و  عاری از گوگرد و ترکیبات آروماتیک است و در اثر سوختن، مقدار ناچیزی کربن مونوکسید، هیدروکربن و ذرات معلق درون محیط منتشر می‌شود.

نیک‌سرشت تاکید کرد: در گذشته برای تولید این سوخت از کاتالیزگرهای اسیدی و بازی معمولی در فاز همگن استفاده می‌شد که این فرآیند با مشکلات زیادی از جمله تولید آلکوکسیدهای فلزی و پدیده صابونی‌شدن و همچنین ایجاد آلودگی زیست محیطی همراه بود.

پژوهشگر نمونه امسال استان ایلام با بیان اینکه مزیت برجسته دیگر این پژوهش، طراحی و ساخت نانوکاتالیزور ناهمگن با استفاده از امواج فراصوت است، ادامه داد:  کاتالیزوری اسیدی تهیه‌شده برای تولید بیودیزل بسیار مناسب است و  در حقیقت در این کار، کاتالیزوری سبز و دوستدار محیط زیست ازمواد اولیه در دسترس و ارزان، قابل بازیافت و استفاده مجدد، غیرسمی، جداسازی آسان در شرایطی ایده‌ال برای پیروی از اصول شیمی سبز ارائه شد.