سوخت‌های سالم در راهند

وابستگی کشورهای پیشرفته به نفت، وقوع بحران‌های 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 نگرانی‌های زیست‌محیطی و کاهش منابع فسیلی نیز از سوی دیگر، موجب شد تا متخصصان با اعمال روش‌های گوناگون و استفاده از مواد جایگزین در بنزین یا تهیه سوخت‌های جایگزین پاک، به اهداف خود در زمینه حفظ محیط‌زیست، دست یابند. در حال حاضر، اتانول و هیدروژن به عنوان منابعی قابل اعتماد، می‌توانند جایگزین سوخت‌های رایج باشند...
هیدروژن به‌عنوان بیشترین عنصری که در کره زمین یافت می‌شود با قابلیت‌ترین منبع انرژی تجدید شونده است و می‌تواند به عنوان یک سوخت جهانی در وسایل نقلیه، منازل و مجتمع‌های تولید برق و... مورد استفاده قرار گیرد.
● هیدروژن، سوختی بدون آلودگی
تحقیقات نشان داده است کارایی سوخت هیدروژن، هنگامی ‌که در یک موتور می‌سوزد، ۳۰ درصد بیشتر از سوخت بنزین است. موتورهایی که با سوخت هیدروژن کار می‌کنند، دی‌اکسید کربن متصاعد نمی‌کنند و آب پاکیزه تنها تولید جانبی سلول‌های 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 می‌دهد. برق، یکی از بهترین حامل‌های انرژی شناخته شده است که انرژی ذخیره شده در زغال سنگ، اورانیم و دیگر منابع را به نیروگاه‌ها منتقل می‌کند و از آنجا نیروی تبدیل شده به منازل و واحدهای فعالیتی انتقال می‌یابد.
هیدروژن توانایی بخش بسیار عالی‌ای برای فن‌آوری‌های انرژی تجدید شونده است. این ماده می‌تواند با فن آوری‌های سوخت فسیلی، هسته‌ای، اتانول و مواد حیاتی که تماماً سوخت‌های جایگزین به شمار می‌آیند، کار کند و به خوبی در فن آوری وسایل نقلیه ترکیبی و با باتری‌ها و سیستم برقی به کار گرفته شود.
● چالش و پیشرفت
هیدروژن به میزان فراوان در کره زمین یافت می‌شود ولی فقط به شکل ترکیبی با دیگر عناصر، دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می‌شود و آب تشکیل می‌د‌هد و هیدروژن در ترکیب با کربن ترکیباتی مانند متان، زغال سنگ و نفت را به وجود می‌آورد. محققان در سرتاسر جهان در حال بررسی موانع فن‌آوری استفاده از این انرژی و دیگر انرژی‌ها 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 ذخیره‌سازی آن است. چگونه میزان کافی هیدروژن در داخل وسیله نقلیه نگهداری کنیم که بتواند به صورت اقتصادی تا ۴۸۳ کیلومترحرکت کند و سوم درمورد سلول‌های 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 می‌تواند 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 گلخانه‌ای تولید می‌کند.
هم اکنون محققان بر تولید هیدروژن از منابع انرژی تجدید شونده و نحوه انتقال و ذخیره آن تمرکز کرده‌اند. برای مثال، در فرآیندی به نام الکترولیز (عبور جریان برق از آب به منظور شکستن و جدا کردن اتم‌های 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 جلبک‌ها و باکتری‌ها هستند.
● استفاده از هیدروژن به جای بنزین
هم اکنون صدها اتومبیل با سوخت هیدروژنی در جاده‌های سراسر دنیا در حال حرکت‌اند و دست‌کم سه کارخانه بی‌.ام.دابلیو، هوندا و جنرال موتورز اولین وسیله نقلیه با سوخت هیدروژنی خود را به بازار عرضه کرده‌اند.
طبق آمار هزینه سوخت هیدروژنی در اتومبیل‌ها از ۲۷۵ دلار در هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۲ به ۹۵ دلار در هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۸ کاهش یافته و پیش‌بینی می‌شود 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 برنامه‌های قوی برای تولید ماشین‌های با سوخت هیدروژن هستند.
● استفاده از اتانول به‌عنوان سوخت
هم‌اکنون،بیش از ۹۸ درصد از اتانول تولیدی در جهان، با استفاده از روش تخمیر قندها، حاصل می‌شود. قند مورد استفاده را می‌توان از منابعی مختلف نظیر مواد نشاسته‌ای، قندی، کشاورزی، پساب‌های 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 زباله‌های خانگی
یکی از منابع بزرگ ضایعات مواد سلولزی در کشورهای پیشرفته، زباله‌های خانگی هستند. در سال ۱۹۸۰، میزان سلولز موجود در ضایعات روزانه آمریکا ۵۸ درصد برآورد شده و به همین دلیل است که میزان تولید هم‌اکنون آمریکا و کانادا از زوائد جامد شهری در سطح تجاری اتانول تولید می‌کنند. به نظر می‌رسد بشر ناخواسته به‏سوی استفاده از سوخت پاک هدایت می‌شود. در این میان، اتانول می‌تواند به‌عنوان منبع انرژی تمیز و قابل اطمینان مطرح باشد. بنزین حاوی اتانول، Gashol نامیده می‌شود و هم اکنون افزون‌بر ۴۰ درصد از وسایل نقلیه برزیل، از اتانول خالص استفاده می‌کنند. محققان امیدوارند تا سال ۲۰۱۰، با توجه به پیشرفت تکنولوژی توسعه میکروارگانیسم‌ها 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.

منبع: لوموند
سمیه مقصودعلی

منبع : پایگاه اطلاع رسانی سلامت ایرانیان