توصّل علماء الكيمياء بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز إلى طريقة جديدة لإنتاج وقود الديزل الحيوي من الزيوت النباتية المستعملة، بطريقة بسيطة وسريعة وتتطلب حرارة معتدلة نسبيًا.
وتعتمد هذه العملية البسيطة على حرارة معتدلة نسبيًا، ويمكنها جعل مصدر الوقود البديل أكثر جاذبية للقطاعات الصناعية الضخمة، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
واستعمل فريق علماء الكيمياء مركّبًا رباعيًا ميثوكسي بورات الصوديوم (NaB(OMe)4)، لإنتاج المكون النشط الذي يتفاعل مع الزيت لصنع وقود الديزل الحيوي.
وتسمح هذه العملية للمركّب بفصل الوقود الحيوي بسهولة عن المنتجات الثانوية للإنتاج عن طريق سكبها، وفقًا للباحثين.
إتمام التفاعل في أقل من ساعة
أكد علماء الكيمياء بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز أن التفاعل يمكن إتمامه في أقل من ساعة عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 40 درجة مئوية، ما يوفر الطاقة والمال.
وأوضحوا أنه يمكن استعمال المنتج الثانوي الناتج لتجديد أغلى مكون في عملية الإنتاج.
وأعرب المؤلف الرئيس للدراسة طالب الدكتوراه في الكيمياء بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز، كيفن لوفغرين عن اهتمامه بالعمل على إنتاج وقود الديزل الحيوي، حسبما نشره موقع إنتريستينغ إنجينيرينغ (interestingengineering) المعني بأخبار التقنيات الحديثة والعلوم والهندسة والابتكار.
وأضاف: "لقد بدأتُ باستكشاف هذه المادة الجديدة التي صنعناها لمعرفة ما إذا كانت قادرة على مهاجمة الدهون الموجودة في الزيت للمساعدة في تحفيز وقود الديزل الحيوي، وكل ذلك تدفّق من هناك".
وعلى الرغم من أن المستهلكين الأفراد يتجهون بشكل متزايد إلى الطاقة الشمسية والكهربائية لتشغيل منازلهم وسياراتهم، ما تزال القطاعات الصناعية الضخمة في أميركا تعتمد على وقود الديزل.
في عام 2022، استعمل قطاع النقل في الولايات المتحدة وحدها نحو 3 ملايين برميل من الديزل يوميًا، وهو ما يمثّل نحو 75% من إجمالي استهلاك الوقود في البلاد، بحسب موقع (فيز Phys.org)، المعني بنشر أخبار العلوم والبحوث والتكنولوجيا.
وفي العام نفسه، كان استعمال الديزل مسؤولًا عن نحو 10% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالطاقة في الولايات المتحدة، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأميركية.
وأشار الباحثون إلى أن غالبية الشاحنات والقطارات والقوارب التي تنقل البضائع حول العالم تعمل، حاليًا، بمحركات ديزل، ولن تجري كهربتها في أيّ وقت قريب، وفقًا لبيان صحفي.
طريقة ميسورة التكلفة
يزعم بعضهم أن وقود الديزل الحيوي -وهو وقود محايد كربونيًا- يمكنه تشغيل السيارات دون الحاجة إلى تعديلات في المحرك، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وأضاف المؤلف الرئيس للدراسة طالب الدكتوراه في الكيمياء بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز، كيفن لوفغرين: "هذه الطريقة الجديدة خاصة، لأنها بسيطة وميسورة التكلفة، ولديها ميزة إضافية تتمثل في القدرة على تجديد المادة الأولية".
وأردف: "إن الطريقة منخفضة التكلفة بما يكفي لجعلها تنافسية"، "ولكن إذا كان بإمكانك شراء أغلى مكون مرة واحدة ثم تجديده، فسيكون ذلك أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل،" حسبما نشره موقع إنتريستينغ إنجينيرينغ (interestingengineering).
بدورها، نشرت الدراسة مجلة الجمعية الكيميائية الأميركية إنرجي آند فيولز Energy & Fuels، وأوضحت تفاصيل العملية التي يمكن أن تنتج وقود الديزل الحيوي عند درجة حرارة أقل من تلك المطلوبة لغلي الماء.
الحاجة إلى الطاقة
صرّح أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز المؤلف المشارك في الدراسة، سكوت أوليفر، أن "الجميع يحتاجون إلى الطاقة، وأن المزارع ومصانع إنتاج الأغذية وسيارات النقل تعتمد عليها".
وأضاف: "يمكن إجراء هذه العملية عند درجة حرارة أعلى قليلًا من درجة حرارة الغرفة، ويمكن إعادة استعمالها، دون الحاجة إلى مصفاة تكرير؛ حيث يمكن استعمال هذه الطريقة في المزرعة".
في المقابل، تتجنب العملية التي طُوِّرَت حديثًا استعمال قواعد الهيدروكسيد المستخدمة حاليًا، ومن ثم عدم إنتاج الديزل الصابوني وعدم ضرورة إزالة الماء من خليط التفاعل وتحويل الشوائب الصابونية إلى إسترات ميثيل الأحماض الدهنية (FAMEs).
إضافة إلى ذلك، تشكّل مركّبات الغليسرول-بورون الثانوية مادة صلبة، وتسهّل فصل الديزل الحيوي عن طريق الترسيب البسيط، وفقًا للدراسة.
وأوضح الباحثون أن تفاعلات الأسترة كانت ناجحة باستعمال زيت الطهي غير المكلف والوفير من سلسلة مطاعم الوجبات السريعة الكبرى، بالإضافة إلى زيت فول الصويا وزيت الذرة وزيت الزيتون والدهون الحيوانية، حيث حققت متوسط عائد بنسبة 85% للتفاعلات عند 80 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
){kind=link}