میوه برای سوخت

سوخت بیولوژیک جدید که از قند میوه‌جات بدست می‌آید نسبت به اتانول سنتی از جذابیت بیشتری برخوردار خواهند بود.
جایگزین کردن سوختهای فسیلی سرشار از کربن با سوختهای بیولوژیک که ضرر کمتری برای محیط زیست دارند، طرفداران زیادی پیدا کرده است. در حال حاضر پر مصرف‌ترین سوخت بیولوژیک، اتانول است که از چغندر قند و نیشکر و ذرت بدست میآید.
اما اتانول تراکم انرژی بالایی ندارد. ضمنا آمادگی جذب آب داشته و انرژی خود را از دست می‌دهد. چند روز هم طول می‌کشد تا عمل بیاید. یک تیم تحقیقاتی به رهبری جیمز دومسیک از دانشگاه ویسکانسین ادعا می‌کنند به سوختی دست پیدا کرده‌اند که این محدودیتها را ندارد.
تراکم انرژی آن ۴۰ درصد بیشتر از اتانول است، می‌تواند آب را دفع کند و نسبتا هم سریعتر تولید می‌شود. اما بین طبیعت گیاهان و آنچه باید بعنوان سوخت مصرف شود، تضاد بارزی وجود دارد. گیاهان سرشار از کربوهیدرات‌ها هستند. کربوهیدرات‌ها گروهی از ترکیبات آلی هستند که اساس آنها را کربن و آب، که خود از هیدروژن و ا کسیژن ساخته شده است، تشکیل می‌دهند.
از طرف دیگر، یک سوخت خوب باید فاقد اکسیژن باشد. مولکولهایش هم باید کوچک باشند یعنی اینکه باید اتم‌های کربن کمتری داشته باشند. بنابراین تولید یک سوخت مرغوب از گیاهان، کار پردردسری است. تا امروز دانشمندان به یکی از دو روش زیر عمل کرده‌اند. شیمیدانها با استفاده از گرما و کاتالیستهای فلزی مواد خود را پالایش کرده‌اند.
بیولوژیستها برای انجام این کار آنزیمها و میکروبها را به کار گرفته‌اند. تیم تحت رهبری دکتر دومسیک ترکیبی از هر دو روش را به کار گرفت و توانست زنجیره طولانی کربوهیدرات را شکسته و مولوکولهای کوچک و قابل استفاده‌ای را همزمان با حذف اکسیژن و حفظ انرژی سوخت مورد نظر ایجاد نماید.
محققین هم شروع کردند به استفاده از آنزیمها برای تکه تکه کردن کربوهیدرات‌ها به قطعاتی که پس از دوباره کنار هم چیده شدن قندی ایجاد می‌کند به نام فروکتوز، که در میوه‌ها به وفور یافت می‌شود.سپس این فروکتوز را در اسید خیس کردند.
این کار موجب یک فعل و انفعال شیمیایی و خروج اتمهای اکسیژن در قالب مولکولهای آب میشود. بعد بلافاصله یک کاتالیست دیگر و مقداری هیدروژن به آن اضافه کردند که موجب حذف اکسیژن بیشتری می‌شد. حاصل کار سوخت جدیدی بود به نام ۵‚۲dimethylfuran-
این سوخت جدید را می‌توان مستقیما از فروکتوز، که در میوه‌هایی مانند سیب، گلابی، انواع توت، خربزه، هندوانه و سبزیجات ریشه‌ای( هویج و سیب‌زمینی و چغندر و ...) وجود دارد، به دست آورد. همچنین می‌توان این سوخت را از زنجیره‌های پلیمری موجود در غلات، علفها و درختان تولید کرد. شاید امیدوار کننده ترین روش، از نظر بیولوژیکی، استفاده از گلوکز، یعنی همان قندی که در مواد غذایی وجود دارد، باشد.
سوخت بیولوژیک حاصله نه فقط سرشار از انرژی است و آب را هم دفع می‌کند، بلکه نقطه جوش آن از اتانول بالاتر بوده و نگهداری آن در باک سوخت خودروها نیز آسان است. اما این سوخت در یک عیب با اتانول مشترک است: ماده خام هر دو مواد غذایی است.
در بهترین حالت، سوختهای بیولوژیک به جای غلات از ضایعات محصولات کشاورزی ساخته می‌شوند. بدین ترتیب، می‌توان از سبوس و کاه برای تولید سوخت خودروها و از گندم برای خوراک انسان استفاده کرد. متاسفانه از نظر علمی طبیعت خلاف این عمل می‌کند. خواص شیمیایی و ساختمان گیاهان طوری شکل گرفته است که شکست آنها بسیار دشوار است.
احتمالا یک راه حل می‌تواند استفاده از اصلاحات ژنتیک برای ایجاد گیاهانی باشد که شکست ساختمان آنها راحتتر باشد. راه دیگر استفاده از تکنیکهای شیمیایی و بیولوژیک موجود، یا ترجیحا ترکیبی از هر دو، مانند روش دکتر دومسیک و همکارانش است.

ترجمه: بهمن معظمی، امور بین‌الملل شرکت ملی صنایع پتروشیمی

منبع : هفته نامه دانش نفت