دستاورد های نوین تولید انرژی و سوخت هیدروژنی

 

تالیف و ترجمه   کانون ديده بانان زمين:  طیبه موسوی  - Sep2007

 

دستاورد  اول :

 مهندسین دانشگاه اوهایو  موفق شدند که از پوست تخم مرغ  یک منبع  انرژی  استخراج کنند

کلومبوس –اوهایو: مهندسین دانشگاه اوهایو  موفق شدند که از پوست تخم مرغ  یک منبع  انرژی  استخراج کنند.

در این فرآیند که اکنون در خط تولید قرار گرفته  از پوست تخم مرغ برای جذب  دی اکسید کربنی  که از واکنشهای سوخت هیدروژنی تولید می شود استفاده می کنند.    در این روش منحصربفرد کلاژنی که به غشا درونی  پوست تخم مرغ چسبیده  نیز قابل استخراج است که از آن  نیز استفاده تجاری فراوانی می شود.

 L.S. Fan و همکارانش  توانستند  در آزمایشگاه  از پوست  تخم مرغ  در واکنش  تبدیل  مایع به گاز water-gas-shift reaction استفاده کنند

L.S. Fan دکترا  مهندسی شیمی و  ملکولهای حیاتی  واستاد  دانشگاه دولتی اوهایو  گفت : هنگامی که برای تولید سوخت هیدروژنی از روش انتقال مایع به گاز استفاده می شود از این دستاورد استفاده می کنیم . در این روش سوختهای فسیلی  مانند زغال سنگ  نخست تبدیل به گاز می شود  تا مونوکسید کربن تولید کند  سپس با آب ترکیب   وبه دی اکسید کربن  و هیدروژن تبدیل می شود. در این هنگام پوست تخم مرغ نقش حیاتی را بازی می کند.

"کلید تولید هیدروژن خالص  جداشدن از دی اکسید کربن است"بدین  منظور باید  از یک روش با صرفه اقتصادی و کم هزینه باید استفاده کرد. پوست تخم مرغ حاوی کربنات کلسیم است که خود یکی  از بهترین جذب کننده هاست. در واکنشهای گرماگیر  کربنات کلسیم  به اکسید کلسیم تبدیل می شود  و در این حالت قادر به جذب هرنوع گاز اسیدی ازجمله  دی اکسید کربن است.


بنابر آمار سازمان کشاورزی  ایالات متحده  حدود 91 میلیارد تخم مرغ در سال 2006 تولید شده است که حدود 455 هزار تن  پوست تخم مرغ در سال  می شود که ظرفیت تولید هیدروژن را دارند
کربنات کلسیم از ترکیبات اصلی پوسته تخم مرغ است که 78درصد وزن خود  دی اکسید کربن جذب می کنند یعنی مثلا اگر به مقدار مساوی دی اکسید کربن و پوسته تخم مرغ داشته باشیم  پوسته تخم مرغ می تواند 78 درصد از دی اکسید کربن را جذب کند..بدین ترتیب پوسته تخم مرغ  موثر ترین     جا ذب دی اکسید کربن  است  که تاکنون شناخته شده است.

کارشناسان انرژی معتقدند که انرژی هیدروژنی  در آینده منبع  اصلی سوخت خواهد شد و بشر به منابع عظیم هیدروژن  نیاز دارد که با این روش تولید این گاز زیاد  خواهد شد. اما , Fan می گوید با وجود این اگر همه پوسته های تخم مرغ  در آمریکا مصرف شود تنها سهم کمی از نیاز ایالات متحده را  تامین می کند. با این وجود گرچه پوسته تخم مرغ قادر به تامین هیدروژن کل کشور نیست اما بهتر از دور ریختن آن در زباله است که دولتها برای انهدام  هر تن زباله 40 دلار می پردازند.

از سوی دیگر کلاژن موجود در درون پوسته تخم مرغ ارزش بسیار زیادی دارد که باید  از پوسته جدا شود  . ده درصد  از غشا پوست تخم مرغ را کلاژن  در برگرفته  وهر گرم کلاژن 1000 دلار ارزش دارد کلاژن مصارف بسیاری در صنایع غذایی –دارویی و درمانهای پزشکی دارد بویژه در جراحیهای پوست  ناشی از  سوختگی   و جراحیهای زیبایی  بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

ما با این روش صنایع غذایی که از تخم مرغ استفاده می کنند را از شر زباله آن نجات داده و این ماده زاید را به یک محصول مفید تبدیل کرده ایم. و در دراز مدت می توانیم سوختهای کربنی مثل ذغال سنگ  را به سوخت کارآتری مثل هیدروژن و سوخت مایع تبدیل کنیم. این سیستم تبدیل انرژی  گرچه وابسته  به منبع سوخت فسیلی است اما در عین حال آلودگی بسیار کمی را بر محیط زیست  وارد می کند.

دانشگاه در پی توسعه صنعتی روزافزون این روش است.هم اکنون , Fan همکارانش با یک شرکت بزرگ تخم مرغ همکاری می کنند  که حجم عظیمی از پوسته تخم مرغ را در فرآیند تولید این روش قرار داده اند.

 

 

September 29, 2007 07:09 PM منبع:29 سپتامبر2007  www.enn.com

Eggshells Help Make Hydrogen Fuel.

*****

دستاورد  دوم :

کشف نسل جدید سوخت هیدروژنی 

 

لس آنجلس – کالیفرنیا- محققین مدرسه مهندسی و علوم کاربردی UCLA Henry Samueli   روشی را کشف کردند که به مهندسین و دانشمندان کمک خواهد کرد تا سوخت هیدروژنی اتومبیلها را با مواد ذخیره ساز هیدوژن  افزایش دهند به طوری که واکنشهای شیمیایی ترمودینامیکی را به گونه ای هدایت کند که دوطرفه باشد : هم هیدروژن را تولید و هم مجددا  ذخیره کند.

این روش جدید را تیم نحقیقاتی  UCLA : آقایان علیرضا اکبر زاده  محقق دوره فوق دکتری  بخش مهندسی و علوم مواد  UCLA و  ویدووس ازولین  استادیار این بخش  و کریستوفر والورتون استاد مهندسی و علوم مواد از دانشگاه ایلینویز کشف کرده اند که  نتایج این تحقیق در مجله  the peer-reviewed journal Advanced Materials  به چاپ رسیده است.

از آنجا که سوختهای فسیلی موجب افزایش دی اکسید کربن و در نتیجه افزایش  گرمای جهانی می شود بشر شدیدا در پی یافتن روشهای جایگزین و انرژی های تجدیدپذیر برای توسعه پایدار آینده جهان است. هیدروژن پتانسیل این را دارد که در آینده  یک منبع سوختی  پاک – ارزان و با کارآیی بالا باشد که در اتومبیلهای شخصی  بصورت بسیار فشرده و متراکم ذخیره شود.

در روشهای پیشین هیدروژن در موادی به صورت اسکلت هیدریدی ذخیره می شد مثل  هیدرید لیتیم  (LiH)متاسفانه پیوند کووالانسی هیدروژن با فلزات سبکی مانند لیتیم- سدیم-منیزیم بعلت اینکه برای انجام  واکنش  تولید هیدروژن نیاز به حرازت بالا دارند قادر به تامین نیاز ما در ذخیره سازی هیدروژن نیستند.

 بدین دلیل دانشمندان بدنبال ترکیباتی بودند که این ضعف را برطرف کنند. اما تولید مخلوط چند ترکیبی مطلوبی که قا بلیت  ذخیره  کردن هیدروژن را داشته  باشد مشکل بود.

این گروه موفق به  تولید  ترکیب جدید ('in silico )هیدرید لیتیم Li4BN3H10  شدند اما این ترکیب می توانست در ازائ  آزاد کردن  17 هیدروژن در هر واکنش ، فقط 3 اتم هیدروژن را  ذخیره کند که این میزان برای تامین سوخت اتومبیل کفایت نمی کرد.
تیم تحقیقاتی با  استفاده از تئوریهای  مکانیک کوانتوم مدرن و کامپیوترهای پیشرفته  توانستند فرمولهایی  را بیابند که مراحل واکنش را براساس خواص ترمودینامیکی  مورد نظر بطور سیستماتیک  و اتوماتیک طراحی می کرد. این تیم روشها و حالات مختلف ریاضی را برای این سیستم لیتیم-منیزیم-نیتروژن- هیدروژن  پیش بینی کردند.

اکبر زاده می گوید: تعمیم این روش ریاضی  به علم محض شیمی  و یافتن همه واکنشهای ذخیره سازی  هیدروژن در ترکیب 'in silico بسیار سخت است. اما به جامعه دانشمندان و مهندسان کمک می کنند انقلابی جدید  را در مواد ذخیره کننده هیدروژن ایجاد کند. این دستاوردی عظیمی است  که به یافتن ماده قابل ذخیره هیدروژن در حالت جامد  کمک می کند. امروزه ما به جایی رسیدیم که می توانیم ترکیباتی را تولید کنیم که خواص مد نظر ما را داشته باشد مثل خیاطی که هر مدل لباسی را که می خواهیم برایمان بدوزد.اکنون به عرصه همکاری میان تئوری – محاسبات کامپیوتری-تجربه و پیشرفت تکنولوژی رسیده ایم.
 

منبع: UCLA News
Published October 2, 2007 09:29 PM

www.engineer.ucla.edu.

 *****

 

اين صفحه را براي دوست خود بفرستيد

 

صفحه اصلی