سوخت‌هايي كه از خوراك‌هاي بيولوژيكي توليد مي‌شوند، بيوديزل يا سوخت زيستي (سوخت سبز) ناميده مي‌شوند. امروزه توليد بيوديزل براي رقابت با سوخت‌هاي فسيلي، افزايش يافته است.

محققان دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهرضا اصفهان با سنتز و بهره گيري از يك نانوكاتاليست آزمايشگاهي، موفق شدند از روغن سويا نوعي سوخت سبز (بيوديزل) توليد كنند. اين نانوكاتاليست ارزان‌قيمت، بازده و سرعت توليد سوخت را به صورت قابل‌توجهي افزايش مي‌دهد.

توليد سوخت سبز از روغن سويا

به‌طوركلي، دو نسل متفاوت از بيوديزل‌ها وجود دارند. سوخت‌هاي نسل اول، يا بيوديزل‌هاي متداول بيشتر از شكر، نشاسته و منابع روغن‌هاي گياهي توليد مي‌شوند، درحالي‌كه بيوديزل‌هاي نسل دوم، از خوراك‌هاي قابل نگهداري تهيه مي‌شوند.

مزاياي استفاده از روغن‌هاي گياهي (نوع خوراكي) به‌عنوان مواد اوليه براي توليد بيوديزل، پايين بودن محتواي اسيدچرب آزاد آن‌هاست. ويسكوزيته‌ بالاي طبيعي، به‌كارگيري مستقيم روغن‌هاي گياهي به‌عنوان سوخت در موتورهاي احتراق را محدود مي‌كند. تاكنون تلاش‌هايي جهت كاهش ويسكوزيته‌ اين نوع سوخت‌ها انجام شده است.

دكتر رضيه فضائلي با اشاره به واكنش ترانس استريفيكاسيون به‌عنوان عمليات كاهش ويسكوزيته‌ روغن به‌منظور رفع محدوديت آن جهت استفاده در موتورهاي احتراق، به تبيين اهداف دنبال شده در اين پژوهش پرداخت و گفت: هدف از انجام اين پژوهش توليد بيوديزل از روغن سويا با بهره‌گيري از نانوذرات كاتاليستي برنجي شكل واناديوم بر روي بستر متخلخل سيليكاتي (V/RSM) است.

فضائلي در خصوص مزاياي عمده‌ استفاده از نتايج اين طرح افزود: كاهش آلودگي محيط‌ زيست مهمترين مزيت استفاده از بيوديزل‌هاست. همچنين تحقيقات دانشمندان اثبات كرده ،آسيب‌هاي استفاده از بيوديزل به لايه‌ي ازون نسبت به سوخت‌هاي ديگر 50 درصد كمتر است.

به گفته وي اصلي‌ترين جزء روغن گياهي، تري گليسيريد (تري آسيل گليسرول) است. هنگامي‌كه تري گليسيريد با الكل در حضور كاتاليست واكنش مي‌دهد، ترانس استريفيكاسيون ناميده مي‌شود. واكنش مذكور يكي از اصلي‌ترين روش‌هاي كاهش ويسكوزيته‌ روغن‌هاست.

فضائلي تصريح كرد: در اين طرح يك بستر سيليكاتي متخلخل برگي شكل (LSM) سنتز شده است كه پس از اصلاح توسط واناديوم اكسيد، تركيب حاصل با نام (V/RSM) تغيير شكل داده و به‌صورت ذرات برنجي شكل در مقياس نانو در مي‌آيد. تشكيل اين ساختار، موجب مي‌شود كه اكسيد واناديوم خالص درون تخلخل‌هاي بستر سيليكاتي به دام بيفتد و بتواند واكنش ترانس استريفيكاسيون روغن سويا را به نحو مطلوب‌تري افزايش دهد.

وي در خصوص مراحل دست‌يابي به اهداف طرح افزود: ابتدا نانوذرات برنجي شكل و متخلخل واناديوم بر روي بستر سيليكاتي به روش سل ژل سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به‌وسيله‌ روش‌هاي FTIR، XRD،TEM، SEM، BET، NH3-TPD و DRUV-Vis مشخصه يابي شد.

در مرحله‌ي بعد، از اين نانوذرات به‌عنوان كاتاليست در واكنش ترانس استريفيكاسيون روغن سويا استفاده شد و عملكرد آن مورد ارزيابي قرار گرفت.

فضائلي خاطر نشان كرد:نتايج حاكي از آن است كه بازده فرايند ترانس استريفيكاسيون با حضور نانوكاتاليست سنتز شده به 98 درصد مي‌رسد. خواص بيوديزل تهيه شده مانند محتواي اتري، گليسرول آزاد و دانسيته با استانداردهاي اروپايي و امريكايي براي يك بيوديزل، مطابقت بسيار مطلوبي از خود نشان مي دهد.

منبع: ستاد ويژه توسعه نانو رياست جمهوري

تماشاخانه