تولید انرژی پاک از ترکیب بطری پلاستیکی و هوا

به گزارش سرویس وبگردی خبرگزاری صدا و سیما ، بطری‌های پلاستیکی یکی از معضلات جدی زیست محیطی در جهان محسوب می‌شوند، اما به کمک دستاورد جدید دانشمندان، این بطری‌ها می‌توانند به عنوان نوعی سوخت پاک مورد استفاده قرار گیرند. این سیستم با انرژی خورشیدی راه را برای تولید جایگزین‌های مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست به جای بنزین، گازوئیل و نفت سفید مورد استفاده در حمل و نقل هوایی هموار می‌کند.

در طول آزمایش‌ها، دی اکسید کربن با موفقیت به گاز سنتز تبدیل شد که یک عنصر حیاتی برای سوخت‌های مایع پایدار به شمار می‌رود. همزمان، ضایعات پلاستیکی ناشی از فرایند فوق نیز به اسید گلیکولیک، ترکیبی با کاربرد‌های گسترده در صنعت آرایشی، تبدیل شد. نتایج نشان دهنده گام مهم دیگری به سمت تولید سوخت‌های پاک برای انرژی بخشیدن به اقتصاد، و توقف نیاز به استخراج نفت و گاز مضر برای محیط زیست است.

پروفسور اروین ریسنر در از محققان این تیم مطالعاتی در رابطه با روش فوق می‌گوید: ما فقط به کربن زدایی علاقه نداریم، بلکه در حال فسیل زدایی هستیم. ما باید سوخت‌های فسیلی را به طور کامل حذف کنیم تا یک اقتصاد دایره‌ای واقعی ایجاد کنیم. در میان مدت، این فناوری می‌تواند به کاهش انتشار کربن با جذب آن از صنعت و تبدیل آن به موادی مفید کمک کند، اما در نهایت، ما باید سوخت‌های فسیلی را به طور کامل از معادله حذف و دی اکسید کربن را از هوا جذب کنیم.

این تیم مطالعاتی در دانشگاه کمبریج راکتوری ساختند که گاز‌های گلخانه‌ای را به سوخت‌های پاک و پایدار تبدیل می‌کند و تنها از انرژی خورشیدی بهره می‌برد. آن‌ها در مطالعات خود موفق شدند دی اکسید کربن را از منابع واقعی مانند اگزوز صنعتی و هوای محیط جذب و متمرکز کنند.

گروه تحقیقاتی پروفسور رایسنر سال‌ها روی این فناوری کار و مطالعه داشته و بر توسعه سوخت‌های کربنی پایدار و بدون آلایندگی تمرکز دارد. آنه ا از برگ‌های مصنوعی برای تقلید از فتوسنتز استفاده کرده اند، فرآیندی که در آن گیاهان نور خورشید را به غذا تبدیل می‌کنند. این دستگاه‌ها دی اکسید کربن و آب را تنها با استفاده از انرژی خورشیدی به سوخت تبدیل می‌کنند.

تاکنون، آزمایش‌های آن‌ها با انرژی خورشیدی بر دی اکسید کربن خالص و متمرکز از یک سیلندر تکیه کرده اند. با این حال، برای اینکه این فناوری عملا قابل اجرا باشد، نیاز به جذب فعال کربن از فرآیند‌های صنعتی یا مستقیماً از هوا دارد.

رایسنر در ادامه توضیحاتش می‌گوید: این سیستم با نام CCS معرفی شده و یک فناوری است که در صنعت سوخت فسیلی به عنوان راهی برای کاهش انتشار کربن در حین ادامه اکتشاف نفت و گاز محبوب است. اما اگر به جای جذب و ذخیره کربن، جذب و استفاده از کربن داشته باشیم، می‌توانیم به جای دفن آن در زیر زمین، از کربن مضر موجود در محیط، محصولی مفید بسازیم و استفاده از سوخت‌های فسیلی را حذف کنیم.

در ادامه محققان این سیستم را برای کار با گاز‌های دودکش یا دریافت مستقیماً از هوا سازگار کردند و توانستند بطری‌های پلاستیکی را به سوخت تبدیل کنند. در این سیستم، سایر گاز‌های موجود در هوا مانند نیتروژن و اکسیژن، به طور بی ضرری به شکل حباب از فرایند تولید سوخت خارج شده و این امر محققان را قادر می‌سازد تا روی دی اکسید کربن موجود در محلول متمرکز کنند.

این سیستم دارای دو محفظه است: در یک طرف، محلول دی اکسید کربن جذب شده به گاز سنتز، یک سوخت ساده، تبدیل می‌شود. از طرف دیگر، بطری‌های پلاستیکی نیز طی فرایند فوق تنها با استفاده از نور خورشید به مواد شیمیایی مفید تبدیل می‌شوند.

دکتر متیار رحمان، پژوهشگر ارشد این تیم مطالعاتی در رابطه با موضوع فوق توضیح می‌دهد: استفاده از بطری‌های پلاستیکی یک ترفند مهم برای افزایش کارآیی این سیستم است. جذب و استفاده از دی اکسید کربن موجود در هوا، کار را دشوارتر می‌کند. اما، اگر زباله‌های پلاستیکی را به سیستم اضافه کنیم، پلاستیک الکترون‌های مورد نیاز را به کربن اهدا کرده و خودش به اسید گلیکولیک تجزیه می‌شود که به طور گسترده در صنایع آرایشی استفاده می‌شود. در همین حال دی اکسید کربن نیز به گاز سنتز تبدیل می‌شود که یک سوخت ساده است.

دکتر سایان کار، دیگر محقق این تیم مطالعاتی نیز در رابطه با روش فوق می‌گوید: این سیستم با کمک انرژی خورشیدی دو محصول زائد مضر یعنی پلاستیک و کربن را از محیط می‌گیرد و آن‌ها را به موادی واقعاً مفید تبدیل می‌کند.

شرح کامل این مطالعه در آخرین شماره مجله تخصصی Joule منتشر شده است.