پسماندهاي غذا به سوخت هواپيما تبديل مي‌شوند
دانشمندان در حال تبديل كردن ته‌مانده‌هاي غذا به سوخت هواپيماهاي آينده هستند. به گزارش ايسنا، شايد عجيب به نظر برسد، اما پژوهشگران دانشگاه ايلينوي در اربانا-شمپين معتقدند روشي يافته‌اند كه مي‌تواند اين سناريوي غيرمنتظره را دست‌كم در مقياسي كوچك به واقعيت تبديل كنند.
دانشمندان در حال تبديل كردن ته‌مانده‌هاي غذا به سوخت هواپيماهاي آينده هستند. به گزارش ايسنا، شايد عجيب به نظر برسد، اما پژوهشگران دانشگاه ايلينوي در اربانا-شمپين معتقدند روشي يافته‌اند كه مي‌تواند اين سناريوي غيرمنتظره را دست‌كم در مقياسي كوچك به واقعيت تبديل كنند.
به نقل از پاپ‌ساي، در مقاله‌اي كه اين هفته در نشريه Nature Communications منتشر شده، مهندسان كشاورزي راهبردي را تشريح كرده‌اند كه طي آن پسماندهاي اضافي مواد غذايي به سوخت زيستي تبديل مي‌شوند و سپس اين سوخت ارتقا يافته تا به سوخت جت تبديل شود؛ سوختي كه مي‌تواند مستقيما در موتور هواپيما استفاده شود بدون آنكه نياز به تغيير در زيرساخت‌هاي هواپيما باشد.
آنان سوخت توليدشده از پسماند غذا را با استانداردهاي صنعتي مقايسه كردند و دريافتند كه با تمام معيارهاي لازم براي سوخت جت متداول مطابقت دارد.
اگرچه اين يافته‌ها در حال حاضر بيشتر در حد اثبات امكان‌پذيري ايده (Proof of Concept) هستند، اما افق هيجان‌انگيزي را مي‌گشايند كه در آن استفاده از پسماند مواد غذايي كه بي‌شك مقدار زيادي از آن در جهان وجود دارد، مي‌تواند به صنعت هوانوردي كمك كند تا به هدف بلندپروازانه خود يعني دستيابي به انتشار خالص صفر كربن در سه دهه آينده نزديك‌تر شود. پروفسور يوان‌هوي ژانگ
(Yuanhui Zhang)، استاد دانشگاه ايلينوي و نويسنده مسوول مقاله، مي‌گويد: در يك اقتصاد خطي، ما چيزي توليد مي‌كنيم، استفاده مي‌كنيم و سپس دور مي‌اندازيم. اما در اين پروژه، ما ضايعات را گرفته و انرژي و مواد آن را بازيابي مي‌كنيم تا محصولي قابل استفاده بسازيم.
اين كار حلقه گمشده الگوي اقتصاد چرخشي را پر مي‌كند.
آژانس حفاظت محيط‌زيست ايالات‌متحده (EPA) برآورد كرده است كه در سال ۲۰۲۲، حدود ۲۹درصد از كل انتشار گازهاي گلخانه‌اي امريكا از بخش حمل‌ونقل ناشي شده است. از اين مقدار، حدود ۷درصد مربوط به هواپيماهاي تجاري بوده است.
خودروهاي مدرن در سال‌هاي اخير ميزان انتشار خود را كاهش داده‌اند، بخشي از آن به لطف گرايش به سمت انرژي باتري و خودروهاي برقي است.
در‌حالي كه هواپيماهاي برقي براي پروازهاي كوتاه از نظر تئوري ممكن هستند، اما باتري‌ها هنوز توان كافي براي تأمين انرژي يك جت مسافربري در سفرهاي طولاني را ندارند، زيرا انرژي موجود در هر كيلوگرم سوخت جت حدود ۵۰ برابر بيشتر از باتري‌هاي ليتيوم-يوني معمولي است. به همين دليل، هواپيماها در كاهش آلايندگي از خودروها عقب مانده‌اند.
برخي برآوردها نشان مي‌دهند كه سوخت هوانوردي پايدار (SAF) كه عمدتا از مواد آلي به دست مي‌آيد، مي‌تواند انتشار كربن پروازها را تا ۸۰درصد كاهش دهد. در حالي كه سوخت‌هاي زيستي مانند اتانول سال‌هاست براي خودروها استفاده مي‌شوند، توليد نوعي از آنكه مناسب هواپيماها باشد دشوارتر بوده است، چون تركيب شيميايي آنها معمولا با الزامات بسيار سخت‌گيرانه سوخت جت سازگار نيست.
اينجاست كه پسماند مواد غذايي وارد صحنه مي‌شود. در اين آزمايش جديد، گروه پژوهشي پسماند غذا را از كارخانه‌هاي فرآوري مواد غذايي جمع‌آوري كرد و سپس از فرآيندي شيميايي به نام مايع‌سازي هيدروترمال
(Hydrothermal Liquefaction - HTL) استفاده كرد.
اين فرآيند در واقع تقليدي از روش طبيعي تشكيل نفت خام در زمين است با اين تفاوت كه در محيطي كنترل‌شده و بسيار سريع‌تر انجام مي‌شود. در واقع مايع‌سازي هيدروترمال مانند يك «زودپز پيشرفته» عمل مي‌كند كه زمان چند ميليون‌ساله طبيعت را فشرده مي‌سازد.
پس از استخراج مقدار زيادي نفت خام مصنوعي از پسماند غذا، پژوهشگران آن را طي دو مرحله به سوخت جت تبديل كردند:
مرحله دوم: استفاده از فرآيند پاك‌سازي موسوم به هيدروتصفيه كاتاليزوري
(Catalytic Hydrotreating) براي حذف عناصر ناخواسته مانند نيتروژن، گوگرد و اكسيژن.
درنهايت، تنها هيدروكربن‌هاي مورد نياز براي ساخت سوخت جت باقي ماندند. گروه پژوهشي چند نوع كاتاليزور مختلف را آزمايش كرد و دريافت كه كبالت-موليبدن (Cobalt–Molybdenum) موثرترين و در عين حال در دسترس‌ترين كاتاليزور فلزي براي انجام واكنش‌هاي لازم جهت پالايش نفت به سوخت هوانوردي است.
پژوهشگران سوخت هوانوردي استخراج‌شده از پسماند غذا را براساس استانداردهاي رسمي انجمن امريكايي آزمايش و مواد (ASTM) و اداره هوانوردي فدرال (FAA) مورد آزمايش قرار دادند.
نتيجه نشان داد كه اين سوخت تمام معيارهاي صنعتي را برآورده مي‌كند و نيازي به افزودني‌هاي خاص ندارد يعني به‌صورت نظري مي‌تواند موتور هواپيماهاي تجاري را به كار اندازد.
اين نتايج گام نخست براي نشان دادن امكان‌پذيري توليد سوخت جت از پسماند غذا هستند، اما توليد مقادير زياد از اين سوخت براي تامين نياز كامل يك هواپيماي مسافربري، چالشي بسيار بزرگ است كه مستلزم زمان، منابع و سرمايه‌گذاري‌هاي عظيم خارج از محيط دانشگاهي خواهد بود.
