محققان دانشگاه تهران موفق شدند با توسعه‌ یک نوع نانوکاتالیست، نیتروژن را از سوخت‌های تولیدشده از منابع زیستی حذف کنند؛ چراکه حضور نیتروژن در این‌ گونه سوخت‌ها موجب آزاد شدن گازهای نیتروژن دار و افزایش آلودگی زیست‌ محیطی می‌شود.

به گزارش زیست آنلاین، با توسعه‌ تحقیقات در زمینه‌ انرژی‌های پاک و لزوم کاهش میزان آلاینده‌های گازی ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی، توجه زیادی به سمت استفاده از مواد طبیعی به ‌عنوان ماده‌ اولیه‌ تولید سوخت‌های زیستی جلب شده است.

از آنجایی که جنگل‌ها و ضایعات جنگلی، محصولات و ضایعات کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی، فضولات دامی و همچنین جلبک‌ها از مهمترین منابع تولید نفت زیستی به شمار می‌روند، محققان دانشگاه تهران موفق شدند با توسعه یک نوع نانوکاتالیست، نیتروژن را از سوخت‌های تولید شده از منابع زیستی حذف کنند.  

دکتر مرتضی حسین‌پور امام، مجری طرح وجود اتم‌های اکسیژن، نیتروژن و گوگرد در سوخت‌های زیستی را یکی از معایب استفاده از آنها دانست و افزود: حضور اتم‌هایی موسوم به هترواتم‌ها در سوخت‌های زیستی موجب بروز آلودگی‌های زیست‌ محیطی و خوردگی در حین احتراق می‌شود. بنابراین حذف اتم نیتروژن از سوخت موجب افزایش کیفیت سوخت و کاهش آلودگی زیست ‌محیطی خواهد شد.

وی با بیان اینکه در این طرح تحقیقاتی سعی شد با سنتز یک نانوکاتالیست به این هدف دست یابیم، ادامه داد: سوخت تهیه ‌شده از میکروجلبک‌ها حاوی مقادیر زیادی ترکیبات نیتروژن‌دار از جمله آمینواسیدها است؛ از این رو احتراق این‌ گونه سوخت‌ها موجب تولید و رهاسازی گازهای آلاینده ناکس (NOx) می‌شود.

حسین‌پور استفاده از نانوذرات کاتالیستی در جهت حذف ترکیبات نیتروژن‌دار از سوخت‌های زیستی را موجب افزایش بازدهی این فرایند نسبت به زمانی که از کاتالیست‌های معمولی استفاده می‌شود، دانست و خاطرنشان کرد: پژوهش حاضر نسبت به کارهای مشابه قبلی از دو جهت متمایز است. مورد اول فرایند تولید نانوکاتالیست است که در این پژوهش به‌ منظور تولید نانوکاتالیست از روش نوین آب فوق بحرانی استفاده شد.

وی این روش را یک روش سنتز سریع توصیف کرد که موجب سنتز نانو ذرات با توزیع اندازه‌ یکنواخت و بازدهی تولید بالا می‌شود و یادآور شد: نوآوری دوم مربوط به استفاده از اسید فرمیک به‌عنوان منبع تولید هیدروژن فعال است.

مجری طرح با بیان اینکه در این تحقیق ابتدا نانوکاتالیست Na+ZSM-۵ از روش آب فوق بحرانی سنتز شد، گفت: پس از تبدیل این نانوکاتالیست به H+ZSM-۵، برای نیتروژن‌زدایی سوخت زیستی حاصل از نوعی جلبک موسوم به کلرلا ولگاریس استفاده شد. این فرایند در حضور مخلوطی از آب دما بالا و اسید فرمیک صورت گرفته است.

وی اضافه کرد: با کمک مخلوط آب و اسید فرمیک دما بالا شرایط انحلالی بهتر فاز آلی در فاز آبی مهیا شده و موانع انتقال جرم رفع شد. بنابراین سطح تماس واکنشگر با کاتالیست هتروژن بیشتر شده که این موضوع موجب افزایش درجه‌ نیتروژن‌زدایی می‌شود.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری مرتضی حسین‌پور امام دانش‌آموخته دکترای مهندسی شیمی دانشگاه تهران، دکتر ابوعلی گلزاری دانش‌آموخته‌ مقطع دکترای مهندسی محیط زیست دانشگاه تهران و محمدصابر دانشجوی مقطع دکترای مهندسی شیمی انستیتو فناوری توکیو است، در مجله Fuel با ضریب تأثیر ۴.۶۱ منتشر شده است.

 

منبع: ایسنا