ابتكار جديد لتقليل التلوث.. وقود طائرات من النفايات النباتية

قد تساعد نفايات النبات قريبا في جعل الطيران أكثر خضرة وأرخص تكلفة، فللوقود المصنوع من السليلوز كثافة عالية في الطاقة بحيث يمكنه إنتاج وقود نفاث أفضل من الوقود المصنوع من الوقود الأحفوري، وفق دراسة حديثة أعدها باحثون صينيون، ونشرت في مجلة “سيل”.

وطوّر الباحثون عملية لتحويل السليلوز من نفايات النباتات الناجمة عن الزراعة وحصاد الأخشاب، إلى وقود طيران عالي الكثافة، مزيج متعدد “الألكانات”.

و”الألكان” هو هيدروكربون مشبع مؤلف من سلسلة مفتوحة غير حلقية يحتوي فيها الجزيء على الحد الأقصى من ذرات الهيدروجين وبالتالي تكون روابطها أحادية.

كما أن ضبط ظروف التفاعل يسمح بالإنتاج الانتقائي لمركب “ميثيل السيكلو بنتان”، الذي يمكن استخدامه مضافا للبنزين عالي الأوكتان.

مزايا الوقود النباتي
ويرى الباحثون أن عمليتهم الجديدة توفر العديد من المزايا، بما في ذلك استخدام المواد الوسيطة الأرخص، إضافة إلى ظروف التفاعل المعتدلة واتباع خطوات أقل، وإنتاج وقود أعلى كثافة، ونقطة تجميد أقل للمنتجات النهائية.

وحيث إن حركة الطيران العالمي تصدر 2% من انبعاثات الكربون العالمية، وهو رقم من المتوقع أن يرتفع إلى أكثر من 10% بحلول عام 2050. لذا تعمل مجموعات بحثية عديدة على إيجاد طرق للحد من الانبعاثات الناجمة عن الطيران.
“
الباحث نينغ لي: الطائرات التي تستخدم هذا الوقود -المبتكر- يمكن أن تطير أكثر أو تحمل أكثر من تلك التي تستخدم الوقود النفاث التقليدي
“
وقد اكتشف نينغ لي من معهد داليان للفيزياء الكيميائية في الصين وفريقه البحثي، طريقة بسيطة نسبيا وفعالة لتحويل السليلوز الموجود بوفرة في النباتات، مباشرة إلى مركبات متعددة “الألكانات” التي من المفترض أن تنتج وقودا نفاثا مثاليا.

وعلى الرغم من أن الفريق لم يختبر الوقود في الطائرة بعد، فإن خواصه تشير إلى أنه سيكون مناسبا جدا وأفضل من الوقود الأحفوري.

ويقول نينغ عبر البريد الإلكتروني “إن الطائرات التي تستخدم هذا الوقود -المبتكر- يمكن أن تطير أكثر أو تحمل أكثر من تلك التي تستخدم الوقود النفاث التقليدي”.

ويحتاج وقود الطائرات إلى تعبئة أكبر قدر ممكن من الطاقة في المساحة المحدودة لخزانات الوقود، ومع ذلك لا يزال هناك نقطة تجمد منخفضة جدا بحيث لا تتجمد أنابيب الوقود على ارتفاعات عالية.

يحتوي الوقود المبتكر في الدراسة على نقطة تجمد تصل إلى -47 درجة مئوية وكثافة طاقة تبلغ 35 ميغا غول للتر.

ويقول نينغ إن مزيج “البولي سيكلو ألكانات” يتجمد عند درجة حرارة -48 درجة مئوية، وينبغي أن تبلغ كثافة الطاقة فيه أكثر من 37 ميغا غول لكل لتر.

اظهار أخبار متعلقة

الوقود من النفايات
لقد حدث بالفعل أن طار العديد من ناقلات الركاب باستخدام أنواع وقود مصنوعة جزئيا من الوقود الحيوي. لكن شركات الطيران لن تستخدم الوقود الحيوي بشكل روتيني حتى تتوفر كميات كبيرة بأسعار تنافسية.

ومن الصعب إنتاج الكثير من الوقود الحيوي الرخيص دون التأثير في البيئة، مثل محاولة إندونيسيا لتحويل زيت النخيل إلى وقود حيوي نفاث التي أسفرت عن انخفاض أعداد أشجار النخيل وزيادة انبعاثات الغازات الدفيئة (المسؤولة عن ارتفاع حرارة الأرض).

ويعتقد نينغ وفريقه أن الخصائص المرغوبة للوقود الحيوي ستساعد على جعله قابلا للتطبيق من الناحية التجارية. ومع ذلك، فإن عمليتها تستخدم حاليا مادة كيميائية خطرة جدا تسمى “ثنائي كلورو ميثان”، مما يعني أنه سيتعين العثور على بديل قبل أن يتم تصنيع الوقود بكميات كبيرة.