طراحی و ساخت نانوکاتالیزور ناهمگن برای تبدیل روغنهای گیاهی به سوخت بیودیزل
تاریخ انتشار: ۱ دی ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۶۱۹۶۰۹۹
ایسنا/ایلام استادیار شیمی دانشگاه پیام نور ایلام گفت: متاسفانه کشور ما از معدود کشورهایی است که بطور کامل از سوخت های فسیلی استفاده میکند در حالی که امروزه حتی کشورهای حوزه خلیج فارس هر چند با درصد پایین (۲%) از مخلوط بیودیزل با پترودیزل استفاده میکنند.
دکتر «احمد نیکسرشت» با حضور در ایسنا، اظهار کرد: یکی از اساسیترین علومی که نقش بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته، شیمی است که با گذشت زمان جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی، روز به روز پررنگ تر شده است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
وی با بیان اینکه همهی پژوهشهایی که ما انجام دادیم در جهت رفع برخی از مشکلات زیست محیطی بوده و همواره مبانی شیمی سبز را به عنوان اصول اساسی مدنظر قرار دادهایم، تصریح کرد: اصطلاح شیمی سبز در رابطه با طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی است که تولید و استفاده از مواد خطرناک را کاهش داده یا کاملا از بین می برد به عبارت دیگر، کاهش آلودگی در منشاء اساسا متفاوت و مطلوبتر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است.
عضو هیئت علمی دانشگاه پیامنور ایلام ادامه داد: با این سابقه ذهنی، و با آگاهی از مسئله آلودگی هوا به عنوان یکی از معضلات کشور ، به گونهای که در کلان شهرهایی مانند تهران علاوه بر سایر عوارض زیست محیطی، هم وطنان عزیزمان به شدت از تنفس هوای آلوده در رنجاند و تا حد بحران رسیدهاست انگیزهی ما را جهت پژوهش در این زمینه، را شکل داد.
نیکسرشت گفت: دو مورد از پژوهشهای انجام شده در زمینه تولید بیودیزل به عنوان سوخت زیستی با توجه به اهمیت و ضرورت استفاده از این نوع سوخت ها در دنیای امروز، است و در مجلهی Ultrasonics Sonochemistry با اعتبار Q1 و IF=7.279 منتشر شده است و با توجه به مسائل زیست محیطی سوخت های فسیلی در حقیقت نگاه متفاوتی با موضوع "رویکرد نوآورانه نسبت به سوخت سبز" در اولویت فعالیت های پژوهشگران این حوزه قرارگرفته است.
عضو هیئت علمی دانشگاه پیامنور ایلام با تاکید بر اینکه افزایش قیمت نفتخام، کاهش منابع نفتی، و نیز افزایش نگرانیهای زیستمحیطی سببشدهاست ، گفت: ازمیان سوختهای جایگزین، بیودیزل یکی از مناسبترین سوختها جهت جایگزینی با سوختدیزل معرفیشدهاست.
استادیار شیمی دانشگاه پیامنور ایلام با بیان اینکه هرچند که انگیزههای دولتها برای دنبالکردن توسعه بیودیزل پیچیده و چندبعدی است، اما نیروی محرکهی کلیدی سیاستهای دولتی توسعه بیودیزل در کشورهای مختلف به سه بخش تقسیم میشود، تصریح کرد: نخست در بحران انرژی پیشرو بیودیزل نقش بسیار مهمی در تقویت امنیت انرژی ملی بازی خواهدکرد. دوم بیودیزل به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر، جایگزین سوختهای فسیلی در کاهش انتشار گازهای گلخانهای نقش دارد. سوم تقاضای فزاینده محصولات روغنی برای تولید بیودیزل بر درآمد خالص مزارع اثر مثبت دارد.
نیکسرشت تاکید کرد: این سوخت پاک دارای کمترین آلایندگی و فاقد بخش اعظم آلایندههایی نظیر ترکیبات نیتروژن، مونواکسید کربن، دیاکسید کربن و ذرات جامد معلق از گاز خروجی اگزوز موتورهای دیزلی است.
وی گفت: پژوهشگران تحقیقات گستردهای در رابطه با سایر منابع انرژی جایگزین مانند انرژی هستهای، هیدروژنی و ...انجام دادهاند و به موفقیتهای بسیاری دست پیدا کردهاند اما آنچه استفادهی روزافزون از این منابع انرژی را محدود میکند هزینه بالا و نیاز به تکنولوژی پیچیده جهت استفاده از این منابع انرژی است در حالیکه سوخت بیودیزل با همین تجهیزات و موتورهایی که از سوخت فسیلی استفاده میکنند یعنی بدون نیاز به تغییر در ساختار موتورهای دیزلی، قابل استفاده بوده و حتی کارایی آن نسبت به سوخت های فسیلی رایج نیز به علت ویژگی روانکاری موتور بیشتر است.
پژوهشگر نمونه امسال استان ایلام با بیان اینکه بیودیزل در خصوصیات پایهای مانند محتوی انرژی، ویسکوزیته و تغییرات فازی کاملا شبیه دیزل مشتق شده از نفتخام است، ادامه داد:اگر چه بیودیزل حاوی هیچ محصول نفتی نیست اما با پترودیزل کاملا سازگار بوده و میتواند با هر نسبتی با آن مخلوط شود، تا یک مخلوط پایدار بیوسوختی تشکیلدهد. این سازگاری باعث شده که بیودیزل بهعنوان یکی از خوشآتیهترین جایگزینهای سوخت اتومبیلها مطرح شود و همین امر سبب شده تا در سالهای اخیر صنعت بیودیزل به سرعت توسعه پیدا کند.
نیکسرشت تاکید کرد: بر اساس گزارش سازمان همکاری اقتصادی و توسعه، تولید بیودیزل توانسته است تا سال 2019 به میزان تقریبی 41 میلیارد لیتر برسد. متاسفانه کشور ما از معدود کشورهایاست که به طور کامل از سوختهای فسیلی استفاده میکند در حال حاضر حتی کشورهای حوزه خلیج فارس هرچند با درصد پایین (2%) از مخلوط بیودیزل با پترودیزل استفاده میکنند.
وی گفت: روغنهای گیاهی یا گلیسیریدها بهدلیل داشتن زنجیرههای هیدروکربنی طویل، دارای ویسکوزیته و چگالی بالاتری نسبت به گازوییل هستند، لذا استفادهی مستقیم از آن در موتور دیزل موجب کاهش کیفیت احتراق شده و تاثیر نامطلوبی بر تولید توان و انتشار آلایندهها میگذارد.
نیکسرشت تصریح کرد: در این پژوهش برای اصلاح ساختار روغنهای گیاهی به عنوان سوخت قابل استفاده در موتوردیزل، تریگلیسیریدهای موجود در روغنگیاهی یا سایر منابع، طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون تبدیل به سوخت بیودیزل میشود.
وی گفت: تحقیقات نشان میدهد که سوخت بیودیزل، در مقایسه با گازوییل معمولی، سوختی پاک بهشمار میآید و استفاده از مخلوط 20 درصد حجمی بیودیزل با گازوییل بهترین عملکرد موتور را داشتهاست.
استادیار شیمی دانشگاه پیامنور ایلام ادامه داد: بیودیزل به عنوان مونو آلکیل استر اسیدهای چرب تعریف می شود، و به عنوان یکی از سوختهای تجدیدپذیر پاک توجه بسیاری از تحقیقات را به خود جلب کرده و عاری از گوگرد و ترکیبات آروماتیک است و در اثر سوختن، مقدار ناچیزی کربن مونوکسید، هیدروکربن و ذرات معلق درون محیط منتشر میشود.
نیکسرشت تاکید کرد: در گذشته برای تولید این سوخت از کاتالیزگرهای اسیدی و بازی معمولی در فاز همگن استفاده میشد که این فرآیند با مشکلات زیادی از جمله تولید آلکوکسیدهای فلزی و پدیده صابونیشدن و همچنین ایجاد آلودگی زیست محیطی همراه بود.
پژوهشگر نمونه امسال استان ایلام با بیان اینکه مزیت برجسته دیگر این پژوهش، طراحی و ساخت نانوکاتالیزور ناهمگن با استفاده از امواج فراصوت است، ادامه داد: کاتالیزوری اسیدی تهیهشده برای تولید بیودیزل بسیار مناسب است و در حقیقت در این کار، کاتالیزوری سبز و دوستدار محیط زیست ازمواد اولیه در دسترس و ارزان، قابل بازیافت و استفاده مجدد، غیرسمی، جداسازی آسان در شرایطی ایدهال برای پیروی از اصول شیمی سبز ارائه شد.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: استانی علمی و آموزشی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۶۱۹۶۰۹۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
آسمانخراشها؛ قاتل یا ناجی شهرها؟
آسمانخراشهای سربهفلککشیده در شهرها در کنار تمام مزایایی که برای توسعه زندگی شهرنشینی و میزبانی از جمعیت روبهرشد شهرها دارند، دارای اثرات زیستمحیطی منفی بالایی هستند که در صورت برطرف نشدن، آنها را به قاتلین شهرها تبدیل میکند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، شهرهای جهان تا سال ۲۰۵۰ شاهد هجوم سیل عظیمی از جمعیت خواهند بود و این وظیفه توسعهدهندگان و برنامهریزان شهری است که دریابند چگونه محیطهای شهری را برای برآوردن نیازهای زندگی و کار این جمعیت به سرعت در حال گسترش تطبیق دهند. این باور عمومی وجود دارد که آسمانخراشهای بلندتر و متراکمتر راه پیشرفت هستند، زیرا استفاده از فضا را بهینه میکنند، افراد بیشتری را در هر متر مربع در خود جای میدهند و پراکندگی شهری را محدود میکنند اما با توجه به تعهدات جهانی نسبت به اهداف کاهش انتشار کربن و تغییرات آبوهوایی، این راهکار چندان پایدار و دوستدار محیط زیست به حساب نمیآیند.
معایب زیستمحیطی آسمانخراشهاساختمان بلند به معنای استفاده از مصالح بیشتر است که باید به اندازه کافی مقاوم باشند تا ارتفاعات ۴۰۰، ۶۰۰، ۸۰۰ متر و حتی بیشتر را تحمل کنند. این امر بهطور قابل توجهی ردپای کربن را افزایش می دهد. این حقیقت با ارزیابی چرخه کل زندگی انتشار کربن به معنای کربن عملیاتی و مجسم در ساختمانها و محیطهای شهری مختلف اثبات شده است.
کربن عملیاتی زمانی تولید میشود که یک ساختمان در حال خدمت است و کربن مجسم تمام کربن پنهان و پشت صحنه تولید شده در طول استخراج، تولید، حملونقل و ساخت مواد خام مورد استفاده برای ساخت یک بنا، در کنار تمام کربنی است که در طول فرآیندهای تعمیر و نگهداری، نوسازی، تخریب یا جایگزینی تولید میشود. در مقیاس جهانی، بخش ساختوساز مسئول تأثیر قابلتوجهی بر محیط زیست است.
از سوی دیگر وجود آسمانخراشها در یک منطقه شهری باعث ایجاد جزایر گرمایی میشود، زیرا دمای بالا منجر به محبوس شدن گرما بین سطح خیابان و ساختمانها میشود و از سرد شدن طبیعی دما هنگام غروب خورشید جلوگیری میکند.
علاوه بر این هر چه باد بیشتر باشد، کیفیت هوا بهتر است زیرا ذرات آلودگی را از بین میبرد. شهرهایی با تهویه طبیعی کم، تعداد زیادی آسمانخراش و خیابانهای باریک، منجر به بروز «اثر دره» میشوند که طی آن عوامل سمی در لایههای بالایی به دام میافتند. این شرایط در هنککنگ بسیار رایج است که در آن وجود آسمانخراشها در امتداد ساحل، راه نسیم دریا را مسدود میکند و آلودگی را افزایش میدهد. این بناهای سربهفلککشیده همچنین نمیتوانند به راحتی به مسکن، کارخانه یا مغازه تغییر کاربری داده شوند. در مقابل، ساختمانهای کم ارتفاع قدیمی می توانند بارها و بارها بازسازی شوند و تغییر کاربری بدهند.
تأثیر آسمانخراشها بر محیط زیستاولین ۵۰ آسمانخراش جهان بین سالهای ۱۹۳۰ تا ۲۰۱۰، طی ۸۰ سال و ۵۰ آسمانخراش دیگر طی دوره ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۵ ساخته شد. پس از آن ساخت آسمانخراشها با رشدی غیرقابل توقف رونق گرفت.
با گذشت سالها، ساختار آسمانخراشها از بتن انحصاری به استفاده از موادی مانند فولاد و شیشه و حتی مواد پایدارتر مانند چوب تبدیل شد و طراحی آنها مسیری را در پیش گرفت که بهنظر میرسد از فیلمهای علمی-تخیلی الهام گرفته باشد، زیرا میزان بالا و فراتر از تصوری را از خودکفایی برای آنها فراهم میآورد.
امروزه بخشهای معماری و ساختوساز توسط استاندارد ISO15686 هدایت میشوند که عواملی مانند مواد، انرژی مصرفی، سیستمهای ساختوساز و بسیاری موارد دیگر را در نظر میگیرد و استانداردهای گوناگونی برای ساختمانها ارائه شده است تا آنها را در مسیر پایداری و سازگاری با محیط زیست قرار دهد. با این وجود با توجه به مطالعه جداسازی تراکم از ارتفاع در تجزیه و تحلیل انتشار گازهای گلخانهای چرخه زندگی شهرها، آسمانخراشها تأثیر مثبتی بر محیط زیست ندارند.
محققان دریافتهاند که زنجیرهای از آسمانخراشها در طول عمر مفید خود در مقایسه با منطقهای با ساختمانهای کوتاهتر با تعداد ساکنان یکسان، ۱۴۰ درصد گازهای گلخانهای بیشتری تولید میکنند، چراکه آسمانخراشها نسبت به ساختمانهای کوتاهتر به ساختارهای سنگینتر، پایههای ضخیمتر و استفاده بیشتر از مواد با ردپای کربن بالاتر نیاز دارند.
مزایای آسمانخراشها برای زندگی شهریآسمانخراشها امکان داشتن کاربریهای مختلف را در یک بنای واحد فراهم میآورد و افراد بیشتری را در یک ساختمان متمرکز میکند، بنابراین طرفداران این سازههای شهری استدلال میکنند که آسمانخراشها به فشردهسازی فعالیتهای مختلفی در یک مکان که کمک میکنند که بهطور معمول در ساختمانهای مختلف انجام میشود.
از سوی دیگر روند روزافزون رشد جمعیت در شهرها و کمبود فضا برای جا دادن به آنها، همچنین وجود فضایی برای پاسخگویی به نیازهای اجتماعی این جمعیت، نیاز به وجود سازههای بلندتر و کارآمدتر را در شهرها بالا میبرد. با این حال تردیدی نیست که این ساختوسازها باید مطابق با معیارهای پایداری طراحی و ساخته شوند.
بنابراین زمان آن رسیده که برنامهریزان شهری کل چرخه عمر کربن یک ساختمان را در نظر بگیرند و تأثیر تراکم و ارتفاع شهری را در عین توجه به نیازهای جمعیت در حال رشد متعادل کنند.
کاهش تأثیرات زیستمحیطی منفی آسمانخراشهاساختوسازهای جدید شهری پیرو مجموعهای از قوانین استانداردسازی برای کاهش اثرات زیستمحیطی منفی بناها است، برای سازههای موجود نیز راهکار ارائهشده، بازسازی محسوب میشود.
این اقدام به بهبود وضعیت آسمانخراشهای موجود و تطبیق آنها با استانداردهای فعلی منجر میشود و تاکنون برای بناهایی همچون ساختمان امپایر استیت، یکی از نمادهای معماری نیویورک با ۴۴۳.۲ متر ارتفاع انجام گرفته است. این اقدام تا ۳۸ درصد صرفهجویی در هزینه انرژی سالانه و دریافت گواهینامه LEED (گواهی مدیریت انرژی و طراحی زیستمحیطی) را برای این بنا به همراه داشت.
از نظر مواد مورد استفاده در ساختوساز نیز چوب یا راهحلهای پایدار پیشنهاد میشود که در آن آسمانخراشها عملکردی زیستمحیطی یا حتی اجتماعی داشته باشند. ساختمان میوستورنه در نروژ با ارتفاع ۸۵.۴ متر یکی از بلندترین ساختمانهای چوبی در جهان است. اگر دیاکسیدکربن جذبشده توسط درختان را در نظر بگیریم، چوب دارای ردپای کربنخنثی یا حتی منفی است. بنابراین با تنظیم جنبههای مختلف ساخت این بناها، بشر مجبور نخواهد بود بین آسمانخراشها یا حفاظت از محیطزیست یکی را انتخاب کند، بهویژه که زندگی عمودی برای آینده امری ضروری به نظر میرسد.
واقعیت این است که آسمانخراشها در صورت تداوم ساخت به شیوههای گذشته بلایای زیست محیطی هستند و شهرها را میکشند، بنابراین بازسازی و بهسازی آنها نقش بسزایی در برخورداری از مزایای بالقوه آنها برای شهرهای آینده دارد.
پایدارسازی آسمانخراشهاجمعیت شهری جهان بهطور پیوسته در حال افزایش است و سازمان ملل متحد پیشبینی کرده است تا سال ۲۰۵۰ از ۳.۶ میلیارد به ۶.۳ میلیارد خواهد رسید. این افزایش به معنای توسعه ساختمانهای سربهفلککشیده و آسمانخراشها برای جای دادن تعداد بیشتری از افراد، ضمن اشغال فضای کمتر است. بنابراین جهان آینده شاهد افزایش محبوبیت و ارتفاع آسمانخراشها خواهد بود. تقاضای بیشتر برای آسمانخراشها نیازمند استفاده از فناوریهای جدید و طراحیهای نوآورانه برای پایدارتر شدن و کاهش تأثیرات منفی آنها بر محیط است که به کمک راهکارهای زیر میتوان به آن دست پیدا کرد.
مصالح ساختمانی با منابع محلیساخت آسمانخراشها تأثیر قابلتوجهی بر محیطزیست دارد و استفاده از مصالح محلی میتواند تأثیر آن را در طول ساختوساز کاهش دهد. برج بانک آمریکا در نزدیکی میدان تایمز، یکی از بلندترین ساختمانهای نیویورک است و با ۴۰ درصد مواد محلی ساخته شده است تا روشی برای کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانهای در فرآیند انتقال و حملونقل از نقاط دورتر باشد.
طراحی مقاوم در برابر بادآسمانخراشها برای پایداری در برابر بادهای شدید با افزایش ارتفاع نیازمند مقاومت بیشتری هستند. برج شانگهای با ارتفاع ۶۳۲ متر بعد از برج خلیفه دبی از نظر اندازه در رتبه دوم قرار دارد، به این معنی که باید در بالاترین نقطه خود در برابر آبوهوای شدید مقاومت کند. طراحی ستون خمیده این برج بهطرز هوشمندانهای بهمنظور تغییر جهت نیروی باد انجام گرفته است که امکان ساختوساز قویتر با منابع کمتر را فراهم میآورد.
ساختمانهای سبزآسمانخراشهای خاصی در تلاش برای سبزتر شدن طراحی شدهاند که با پوشش گیاهی سبز در سرتاسر سازه خود معرفی میشوند. برج سبز سنگاپور یک نمونه ایدهآل از معماری سبز است و با پوشش گیاهی سرسبزی که بهطور استراتژیک در سراسر آن قرار گرفته است، ردپای کربن ساختمان را کاهش میدهد و در عین حال محیط طبیعی آرامشبخشتری را برای ساکنان ایجاد کند.
سنگاپور همچنین خانه هتل اواسیا داونتاون است که با ۲۱ گونه گیاهی سرسبز پوشیده شده و خانهای برای پرندگان و حیوانات در قلب یکی از پر سازهترین شهرهای جهان است. در واقع نسبت کلی زمین سبز این بنا ۱۱۰۰ درصد است، به این معنی که در این ساختمان ۱۰ برابر بیشتر از آنچه که در همان قطعه زمین، فضای مسکونی وجود دارد سرسبزی وجود دارد. باغهای روباز برج نیز نیاز به تهویه مکانیکی را کاهش میدهد.
توربینهای بادیآسمانخراشها علاوه بر مقاومت در برابر بادهای شدید، فرصتی بینظیر برای بهرهگیری از آنها بهعنوان منبع انرژی پایدار دارند. مرکز تجارت جهانی بحرین که توسط شرکت مهندسی چندملیتی اتکینز ساخته شده، شامل توربینهای بادی کاربردی در طراحی خود است. این ساختمان ۲۴۰ متری از برجهای باد سنتی الهام گرفته شده است و اطمینان میدهد که باد به توربینهای متصل به نمای ساختمان هدایت میشود.
نماهای تنظیمکننده دماتنظیم دما و حفظ انرژی خواه گرمایش در کشورهای سردتر یا سرمایش در محیطهای گرمتر، یکی از مهمترین بخشها در پایدارسازی آسمانخراشها محسوب میشود. سیستمهای تهویه مطبوع و گرمایش مرکزی از منابع قابلتوجهی استفاده میکنند و ردپای کربن بیشتری را برای ساختمانهای بزرگ ایجاد میکنند. چندین سازه جدید و پایدار از طراحی مبتکرانه برای ایجاد نماهایی استفاده کردهاند که نیاز به گرمایش و سرمایش را به شدت کاهش میدهد.
مرکز مالی بینالمللی پینگآن (IFC) در جنوب چین، بلندترین ساختمان در منطقه است، اما سازندگان این آسمانخراش را با ۴۶ درصد هزینه کمتر در مقایسه با ساختمانهای تجاری اداره میکنند که بهطور معمول ساخته میشوند. IFC به لطف نمای با عملکرد بالای خود دارای گواهینامه طلایی LEED است که نفوذ گرما را به حداقل میرساند و در عین حال اجازه میدهد حداکثر نور وارد دفاتر شود. این سازه همچنین دارای پرههای سنگی عمودی خارجی است که باعث ایجاد سایه میشود، بنابراین تقاضا برای سیستم خنککننده داخلی را کاهش میدهد.
کد خبر 749296