طاقة حيوية ميسورة التكلفة للمستقبل
سنحصل قريبًا على وقود حيوي أرخص وأفضل وقود حيوي متجدد. هذا وفقًا لما أعلنته وكالة العلوم والتكنولوجيا والبحوث (A*STAR) في 9 مايو 2014.
وقد عملت الوكالة على محفزات من شأنها التخلص من المركبات المؤكسدة التي عادة ما تكون موجودة في الزيوت الحيوية. وقد نتج هذا الاهتمام الهائل بالوقود المتجدد عن زيادة أسعار الوقود وتناقص احتياطيات النفط والاهتمام بالبيئة.
الوقود الحيوي هو نتاج الغابات أو النفايات الزراعية. وهي مفضلة أكثر نظراً لأنها لا تتداخل مع الموارد التي تتماشى مع إنتاج المحاصيل الغذائية.
كما تتسبب معالجة النفايات المذكورة أعلاه باستخدام درجات حرارة عالية في إنتاج مركبات مؤكسدة بكميات كبيرة. ولهذه المركبات خصائص سلبية مثل التآكل واللزوجة العالية.
وقد وصف عمال آخرون وجي تشانغ وأرماندو بورغنا من معهد A*STAR للعلوم الكيميائية والهندسية في سنغافورة طريقة لترقية الزيوت باستخدام سلسلة من المحفزات. تزيل هذه المحفزات المجموعات الوظيفية غير المرغوب فيها التي تحتوي على الأكسجين.
وأوضحوا أيضًا أنهم يستخدمون في هذه العملية مركبًا يُعرف باسم الغاياكول كتمثيل للزيوت الحيوية. ووجدوا أن المحفزات التي يمكن استخدامها لنزع الأكسجين من هذا النموذج مصنوعة من معدن الموليبدينوم المدعوم بالكربون.
تتنوع مصادر نفايات الكتلة الحيوية وبالتالي هناك الكثير من التباين عندما يتعلق الأمر بالمحتوى نتيجة للمعالجة الحرارية الأولى. عندما يتعلق الأمر باستخدام الغاياكول يمكن إزالة المجموعات الوظيفية التي تحتوي على الأكسجين. وذلك لأن الغاياكول مركب واحد متاح بسهولة.
إن المحفز المستخدم في إزالة الكبريت في مصافي البترول لإنتاج وقود أنظف ليس الحل الأمثل تمامًا عندما يتعلق الأمر بإزالة الأكسجين. ويوضح تشانغ قائلاً: "إن محفزات إزالة الكبريت متطورة ومفهومة جيدًا بسبب الأبحاث المكثفة حول الآليات التي تعمل بها". "نحن نستخدم الغاياكول كمركب نموذجي لتطوير مستوى مماثل من الفهم لنزع الأكسجين."
وقد حدد الباحثون أفضل العوامل الحفازة التي تحول الغاياكول وثمانين في المائة مما تم اختياره إلى المنتجات الهيدروكربونية المطلوبة في غضون دقائق معدودة.
كما أجرى تشانغ وزملاؤه دراسة متعمقة لبنية المحفزات في البداية قبل التفاعل، وأثناء التفاعل، وبعد أن يتم تعطيل المحفزات. هذا عندما قاموا أيضًا بمحاولة تحديد عملية التفاعل.
وركزوا على أنواع المجموعات الوظيفية التي تحتوي على الأكسجين التي كانت أول من يتفاعل وما إذا كانت تؤثر على أداء العامل الحفاز.
وذكر تشانغ في ملاحظاته الأخيرة أنه بقدر ما كان اختيار العامل الحفاز أمرًا بالغ الأهمية، كان استقراره ونشاطه مهمًا أيضًا. وأضاف أيضًا أنه كان أمامهم طريق طويل قبل أن يصبح الأمر برمته تجاريًا.
Chin Trento
