ارسال دیدگاه
امروز: دوشنبه , ۱۷ شهریور , ۱۴۰۴
X
پلاستیک، کره زمین را آلوده کرده و دانشمندان با حرارت دادن آن تا دماهای بسیار بالا، در تلاش‌اند تا آن را به یک منبع انرژی قابل استفاده تبدیل کنند. با این حال، کارایی این فرایند آنقدر نیست که در مقیاس‌های بزرگ عملی باشد. اکنون برای اولین بار، پژوهشگران روشی برای تولید این سوخت کشف کرده‌اند. به گفته دانشمندان، اگر موانع فعلی برطرف شوند تولید گسترده «سوخت زیستی» می‌تواند در نهایت مکمل سوخت‌های فسیلی یا حتی جایگزین آن‌ها شود.
این گفته که «پلاستیک در همه جا است» یک مبالغه نیست. تقریباً ۳۰ سال پیش، یک زیردریایی کنترل از راه دور ژاپنی یک کیسه پلاستیکی را در اعماق گودال ماریانا، عمیق‌ترین نقطه اقیانوس‌های جهان، مشاهده کرد. این محصول نفتی اکنون به عنوان یک سنگ رسوبی جدید به نام «پلاستیک‌سنگ» در لایه زمین‌شناسی سیاره ما جای گرفته است. همچنین، مغز یک فرد بالغ به طور میانگین احتمالاً به اندازه یک قاشق مرباخوری حاوی ریزپلاستیک است. معضل جهانی پلاستیک به اندازه‌ای جدی بوده که سازمان ملل در حال حاضر در حال تدوین یک معاهده پلاستیک است.
با توجه به ناتوانی مستمر ما در مهار گسترش این تهدید، برخی دانشمندان به روشی بحث‌برانگیز برای کاهش این مشکل روی آورده‌اند: تبدیل پلاستیک به نفت قابل استفاده. به گفته دانشمندان، اگر این روش به طور مؤثر گسترش یابد، «زیست‌روغن» حاصل از پلاستیک می‌تواند مستقیماً به فناوری‌های پرمصرف انرژی که برای تولید گرما و برق به سوخت نیاز دارند، مانند بویلرها، کوره‌ها و توربین‌ها و همچنین به عنوان سوخت دیزل برای کامیون‌ها، قطارها و کشتی‌ها مورد استفاده قرار گیرد. این یک تلاش جهانی است و دانشمندانی که روی این مسئله کار می‌کنند، امیدوارند فرایندی خلق کنند که نیازهای مختلف نفتی را برطرف کرده و وابستگی به سوخت‌های فسیلی که محیط زیست را نابود می‌کنند، کاهش دهد. با این حال، روش کنونی به وضوح ناکارآمد است و هنوز باید اثبات شود.
محققان دانشگاه ییل توانسته‌اند این ناکارآمدی را تا حدی کاهش دهند. آن‌ها راهی نوین برای تولید بیشتر زیست‌روغن با هزینه کمتر آزمایش کرده‌اند. این روش برای افزایش تولید در آینده نویدبخش است و گامی حیاتی برای تبدیل زباله‌های پلاستیکی به یک منبع انرژی معتبر محسوب می‌شود.
روش اصلی برای انجام این فرایند شیمیایی با پیرولیز آغاز می‌شود که به معنای اعمال گرما به یک ماده در غیاب اکسیژن است. هنگامی که دما به ۹۰۰ درجه سلسیوس افزایش می‌یابد، زنجیره‌های پلیمری پلاستیک به مولکول‌های هیدروکربن تجزیه می‌شوند. این‌ها ترکیبات آلی هستند که عمدتاً از اتم‌های کربن و هیدروژن ساخته شده‌اند و مولکول اساسی مورد نیاز برای تولید انرژی سوخت می‌باشند. نتایج حاصله متفاوت هستند، اما پیرولیز معمولاً حدود ۶۰ درصد پلاستیک را به زیست‌روغن تبدیل می‌کند.
روش‌های متنوعی برای تولید زیست‌روغن وجود دارد، اما معمولاً از یک کاتالیزور، مانند کانی زئولیت، برای تقویت تجزیه مواد و افزایش بازده استفاده می‌کنند. مطالعه جدید دانشگاه ییل روشی را کشف کرده که بازده را به حدود ۶۶ درصد بدون نیاز به هیچ کاتالیزوری افزایش می‌دهد. دکتر لیانگ بینگ هو، مهندس مواد از دانشگاه ییل گفت که این می‌تواند صرفه‌جویی بزرگی در هزینه باشد. او گفت: «هرگاه صحبت از کاتالیزورها می‌شود، آن‌ها بسیار گران هستند و مشکل طول عمر دارند، زیرا کاتالیزورها در نهایت به دلایل مختلف از کار می‌افتند.»
نکته اصلی این نوآوری، ساخت یک راکتور ستونی کربنی با چاپ سه بعدی در سه بخش بود که هر بخش حاوی اندازه حفره متفاوتی بود. با عبور مواد شیمیایی از راکتور، اندازه‌های متفاوت حفره (۱ میلی‌متر، ۵۰۰ میکرومتر، و ۲۰۰ نانومتر) می‌توانستند به طور مؤثری پیشرفت واکنش را کنترل کنند. سپس، پژوهشگران برای افزایش مقیاس فرایند برنامه‌ریزی کردند. بنابراین، آن‌ها با ساخت راکتور خود با استفاده از نمد کربن در دسترس، که یک ماده منعطف و مقاوم در برابر دمای بالا است، آزمایش کردند. حتی بدون تعیین اندازه‌های ایده‌آل حفره، آن‌ها همچنان به بازده بالایی، حدود ۵۶ درصد، دست یافتند. کار آن‌ها تاکنون نشان می‌دهد که بازیافت پیشرفته از طریق پیرولیز هنوز جای بهبود در پایداری و کارایی دارد.
در حالی که افزایش بازده زیست‌روغن و مقرون به صرفه کردن پیرولیز مهم است، افزایش مقیاس نیز مشکلات خاص خود را دارد که دانشمندان باید بر آن‌ها غلبه کنند. مهمترین مسئله، مقدار عظیم انرژی است که فناوری کنونی مصرف می‌کند. کارشناسان موسسه ProPublica، مفهوم کلی پیرولیز را «یک افسانه» نامیدند که اغلب توسط شرکت‌های نفتی و تولیدکنندگان پلاستیک تبلیغ می‌شود تا بتوانند به استفاده از سوخت‌های فسیلی ادامه دهند. دست‌کم در آینده نزدیک، پیرولیز یک راه حل کامل برای مشکل پلاستیک ما نیست.
با این حال، همانطور که دانشمندان به دنبال نوآوری‌های خلاقانه ادامه می‌دهند، شاید روزی بتوانند این «افسانه» را به یک راه‌حل واقعی برای بحران روزافزون پلاستیک جهان تبدیل کنند. با توجه به اینکه جهان بیش از هر زمان دیگری پلاستیک‌های یک‌بارمصرف تولید می‌کند، واضح است که دست‌کم در حال حاضر بهترین نوع پلاستیک، پلاستیکی خواهد بود که اصلاً تولید نشود.
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید