سوخت های سالم در راهند

وابستگی کشورهای پیشرفته به نفت، وقوع بحران های نفتی به دلیل افزایش مصرف بر تولید و نیز بالا رفتن قیمت نفت، کشورهای صنعتی را بر آن داشت تا در چند دهه اخیر با مساله انرژی برخوردی متفاوت کنند. شروع نگرانی های زیست محیطی و کاهش منابع فسیلی نیز از سوی دیگر، موجب شد تا متخصصان با اعمال روش های گوناگون و استفاده از مواد جایگزین در بنزین یا تهیه سوخت های جایگزین پاک، به اهداف خود در زمینه حفظ محیط زیست، دست یابند. در حال حاضر، اتانول و هیدروژن به عنوان منابعی قابل اعتماد، می توانند جایگزین سوخت های رایج باشند...

● هیدروژن، سوختی بدون آلودگی

تحقیقات نشان داده است کارایی سوخت هیدروژن، هنگامی که در یک موتور می سوزد، ۳۰ درصد بیشتر از سوخت بنزین است. موتورهایی که با سوخت هیدروژن کار می کنند، دی اکسید کربن متصاعد نمی کنند و آب پاکیزه تنها تولید جانبی سلول های سوختی است.

در یک سلول سوخت، هیدروژن به جای آنکه سوخت باشد یک حامل انرژی است. حامل انرژی یک ماده و یا سیستمی است که انرژی را به شکل قابل استفاده از یک مکان به مکانی دیگر حرکت می دهد. برق، یکی از بهترین حامل های انرژی شناخته شده است که انرژی ذخیره شده در زغال سنگ، اورانیم و دیگر منابع را به نیروگاه ها منتقل می کند و از آنجا نیروی تبدیل شده به منازل و واحدهای فعالیتی انتقال می یابد.

هیدروژن توانایی بخش بسیار عالی ای برای فن آوری های انرژی تجدید شونده است. این ماده می تواند با فن آوری های سوخت فسیلی، هسته ای، اتانول و مواد حیاتی که تماماً سوخت های جایگزین به شمار می آیند، کار کند و به خوبی در فن آوری وسایل نقلیه ترکیبی و با باتری ها و سیستم برقی به کار گرفته شود.

● چالش و پیشرفت

هیدروژن به میزان فراوان در کره زمین یافت می شود ولی فقط به شکل ترکیبی با دیگر عناصر، دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و آب تشکیل می د هد و هیدروژن در ترکیب با کربن ترکیباتی مانند متان، زغال سنگ و نفت را به وجود می آورد. محققان در سرتاسر جهان در حال بررسی موانع فن آوری استفاده از این انرژی و دیگر انرژی ها هستند.

سه چالش عمده در مسیر تولید هیدروژن وجود دارد. اول آنکه چگونه هیدروژنی با هزینه ۲ تا ۳ دلار برای تولید هیدروژن معادل هر گالن بنزین تولید شود. مورد دوم ذخیره سازی آن است. چگونه میزان کافی هیدروژن در داخل وسیله نقلیه نگهداری کنیم که بتواند به صورت اقتصادی تا ۴۸۳ کیلومترحرکت کند و سوم درمورد سلول های سوخت است که چگونه آنها را به سطحی برسانیم تا به لحاظ هزینه، قابل رقابت با موتورهای بنزینی و قابل دوام باشد. البته در این میان باید به یک موضوع با اهمیت دیگر هم توجه کرد. هیدروژن می تواند به صورت شیمیایی از سوخت فسیلی هیدروکربن یا از یک سری منابع تجدید شونده تولید شود اما برق حاصل از هیدروژن سوخت فسیلی قابل تجدید نیست و گازهای مضر گلخانه ای تولید می کند.

هم اکنون محققان بر تولید هیدروژن از منابع انرژی تجدید شونده و نحوه انتقال و ذخیره آن تمرکز کرده اند. برای مثال، در فرآیندی به نام الکترولیز (عبور جریان برق از آب به منظور شکستن و جدا کردن اتم های هیدروژن و اکسیژن از یکدیگر)، محققان در حال کار روی تولید هیدروژن از آب با استفاده از نور خورشید، مواد حیاتی، باد و منابع زنده مانند جلبک ها و باکتری ها هستند.

● استفاده از هیدروژن به جای بنزین

هم اکنون صدها اتومبیل با سوخت هیدروژنی در جاده های سراسر دنیا در حال حرکت اند و دست کم سه کارخانه بی .ام.دابلیو، هوندا و جنرال موتورز اولین وسیله نقلیه با سوخت هیدروژنی خود را به بازار عرضه کرده اند.

طبق آمار هزینه سوخت هیدروژنی در اتومبیل ها از ۲۷۵ دلار در هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۲ به ۹۵ دلار در هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۸ کاهش یافته و پیش بینی می شود تا ۶۰ دلار در سال ۲۰۰۹ تقلیل یابد. هدف رسیدن به ۳۰ دلار در سال ۲۰۱۵ است. در حال حاضر بسیاری از کشورها از جمله ایالات متحده، کانادا و کشورهایی در آسیا و اروپا دارای برنامه های قوی برای تولید ماشین های با سوخت هیدروژن هستند.

● استفاده از اتانول به عنوان سوخت

هم اکنون،بیش از ۹۸ درصد از اتانول تولیدی در جهان، با استفاده از روش تخمیر قندها، حاصل می شود. قند مورد استفاده را می توان از منابعی مختلف نظیر مواد نشاسته ای، قندی، کشاورزی، پساب های صنعتی و منابع لیگنوسلولزی به دست آورد. البته هزینه تولید اتانول، موفقیت در تولید و رقابت آن با بنزین به موقعیت جغرافیایی منطقه، نوع آب و هوا، روش تولید، خواص محصولات کشاورزی و نوع ضایعات آنها بستگی دارد و در نتیجه سیستمی که براساس هزینه پایین دسترسی آسان به مواد اولیه و استفاده از محصولات جانبی راه اندازی شده باشد می تواند توجیه اقتصادی به دست آورد.

● تولید سوخت از زباله های خانگی

یکی از منابع بزرگ ضایعات مواد سلولزی در کشورهای پیشرفته، زباله های خانگی هستند. در سال ۱۹۸۰، میزان سلولز موجود در ضایعات روزانه آمریکا ۵۸ درصد برآورد شده و به همین دلیل است که میزان تولید هم اکنون آمریکا و کانادا از زوائد جامد شهری در سطح تجاری اتانول تولید می کنند. به نظر می رسد بشر ناخواسته به سوی استفاده از سوخت پاک هدایت می شود. در این میان، اتانول می تواند به عنوان منبع انرژی تمیز و قابل اطمینان مطرح باشد. بنزین حاوی اتانول، Gashol نامیده می شود و هم اکنون افزون بر ۴۰ درصد از وسایل نقلیه برزیل، از اتانول خالص استفاده می کنند. محققان امیدوارند تا سال ۲۰۱۰، با توجه به پیشرفت تکنولوژی توسعه میکروارگانیسم ها و استفاده کامل از محصولات جانبی، بتوان قیمت اتانول را تا ۴۰ سنت به ازای هر گالن، کاهش داد که در این صورت ۱۰۰ درصد قابل رقابت با بنزین است.
  
 
روزنامه سلامت
ویرایش و تلخیص:آکاایران