استخدام تقنية النانو في صناعة الوقود الحيوي
كلنا فخر و نحن نشاهد ونسمع ان شركة البحر الأحمر تعتمد الوقود الحيوي لتشغيل جميع مرافقها ألسياحية وإنها ستستثمر في مصادر الطاقة المتجددة مما يساعدها في وضع معايير عالمية جديدة في السياحة المتجددة.
فقد ادى النمو سكاني العالمي و الحياة المعاصرة المتسارعة إلى زيادة هائلة في استخدام الوقود الأحفوري .مما قاد بعض العلماء للتفكير باستخدام موارد الكتلة الحيوية المتجددة ، لإنتاج الوقود الحيوي ، بالفعل بداء اهتمامًا عالميًا. يشمل تحويل الكتلة الحيوية التقليدية لإنتاج الوقود الحيوي الأساليب الكيميائية والكيميائية الحيوية والكيميائية الحرارية والبيولوجية. ومع ذلك ، فإن لديهم بعض القيود المتأصلة التي استدعت التحقيق في الأساليب السريعة وكذلك الصديقة للبيئة ، لإنتاج الوقود الحيوي بطريقة مستدامة.
في الآونة الأخيرة ، ظهر استخدام تقنية النانو في مجال الوقود الحيوي والطاقة الحيوية كطريقة جديدة وفعالة لإنتاج وتعزيز الإنتاج الصديق للبيئة للوقود الحيوي المتجدد. بصورة مماثلة، جذبت المحفزات النانومترية في إنتاج وقود الديزل الحيوي والغاز الحيوي والكحول الحيوي الاهتمام في جميع أنحاء العالم.
فهناك أنواعًا مختلفة من الحفاز النانومترية بالإضافة إلى تطبيقاتها الشاملة في إنتاج الوقود الحيوي وأهميتها. علي سبيل المثال لا الحصر النانو كربون المغنطيسي المملوء بأكسيد و جسيمات النانومترية المغناطيسية وغيرها.
تحدث د.هاشم الحبشي عن تقنية النانو هي ثورة علمية هائلة لا تقل اهمية عن الثورة الصناعية التي نقلت الإنسان إلى عصر الآلات أو التي نقلت الإنسان إلى عصر الفضاء والاتصالات والإنترنت و يُنظر إلى تقنية النانو ، وهي مزيج من علم الكيمياء والهندسة ، على أنها المرشح الجديد لتطبيقات الطاقة النظيفة. لانه ينطوي على معالجة الهياكل النانومترية لدمجها في مكونات وأنظمة المواد الأكبر. بالمقارنة مع المواد السائبة ، فإن المواد النانومترية لها مساحات سطحية عالية ومن المتوقع أن تظهر أنشطة أعلى. كما أنها تُظهر استقرارًا ومتانة أفضل وأكثر فعالية من حيث التكلفة مع إمكانية إعادة التدوير العالية.
فالوقود الذي يحتوي على الكربون والذي لن يزيد عند حرقه تشبع (CO2) في الغلاف الجوي. ولا تساهم هذه الأنواع من الوقود ولا تقلل من كمية الكربون في الغلاف الجوي. اما المركبات التي تعمل بالبنزين أو الديزل تعتبر من غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. ذلك لأن حرق الوقود البترولي يطلق ثاني أكسيد الكربون في الهواء رغم ان هناك ابحاث و علماء لا تتفق مع هذا القول.
اشارالحبشي إلى أن النانو وحدة قياس مترية صغيرة جداً، تبلغ جزءاً من المليار، والنانومتر هو واحد على المليار من المتر، و تقنية النانو هي دراسة وابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر، (جزء من الألف من الميكرومتر، أي جزء من المليون من الميليمتر).
وأشار إلى أن علم النانو أو تقنية النانو، يدرس خواص الجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز مقاييسها الـ100 نانومتر، أو التقنية التي تعمل على دراسة المادة وفهمها ومراقبتها بأبعاد تتراوح بين 1، و100 نانومتر، قهناك تطبيقات متنوعة لتقنية النانو ، منها مجالات الصحة والطاقة، ومختلف الصناعات والأغذية، والعلوم الطبيعية والهندسة، والآثار، وتكمن أهميته في ظهور جيل جديد من المواد التطبيقية بخواص مميزة وفريدة، سواء على المستوى الكيميائي أو الفيزيائي.
ولا اتفق مع من يعتقد من الناس أن المستقبل يكمن في أنواع الوقود البديلة الخالية من الكربون والمصنوعة من المحاصيل ومنتجات النفايات المعروفة باسم الوقود الحيوي. الوقود الحيوي النقي مثل الديزل الحيوي والإيثانول الحيوي و البيوتانول الحيوي, فمازالت اوربا تستخدم الفحم الي يومنا هذا.
فوقود الديزل الحيوي وهو الوقود الأكثر شيوعًا, نظرًا لأنه يتم إنتاجه من مصادر مشتقة عضوياً مثل الدهون الحيوانية والزيوت النباتية ، فيمكن استخدامه لإعادة تدوير مجموعة واسعة من النفايات. إنه متوفر في شكل زيوت الطعام المستهلكة او الدهون الحيوانية من مخلفات الحيوانات وهناك تجارب في كثير من دول الخليج و نجاحات في الابحاث و النتائج خاصة مع توفر الكتلة الحيوية بكميات اقتصادية غير مستغلة.
الإيثانول الحيوي هو الإيثانول (الكحول) الذي يتم إنتاجه عن طريق تخمير النشويات النباتية مثل الحبوب مثل الذرة والتمر و قصب السكر والعشب والمخلفات الزراعية فالمملكة و دول الخليج من اكبر الدول المنتجي للنخيل
الميثانول ، مثل الإيثانول ، هو كحول قوي جدًا مصنوع من القمح أو الذرة أو السكر في عملية مشابهة لعملية التخمير ، ويعتبر الوقود الأكثر كفاءة في إنتاج الطاقة.
الطحالب (على وجه التحديد الطحالب الدقيقة) هي مصدر لوقود بديل متعادل الكربون.. تمتلك الطحالب الدقيقة القدرة على إنتاج الدهون ، والتي تُعرف بأنها مصدر محتمل للوقود الحيوي فيمكن زراعة هذه الطحالب على مياه غير صالحة للشرب ، وربما حتى مياه الصرف الصحي ، في البرك ، لذا فهي لا تستخدم الأراضي الصالحة للزراعة أو كميات هائلة من المياه.
فهناك مشاريع لمزارع الطحالب في المملكة و ابحاث في نفس المجال من جامعة الملك عبدالعزيز و جامعة الملك عبدالله للعلوم و التقنية نتائجها مشجعه و قوية
فقد ادى النمو سكاني العالمي و الحياة المعاصرة المتسارعة إلى زيادة هائلة في استخدام الوقود الأحفوري .مما قاد بعض العلماء للتفكير باستخدام موارد الكتلة الحيوية المتجددة ، لإنتاج الوقود الحيوي ، بالفعل بداء اهتمامًا عالميًا. يشمل تحويل الكتلة الحيوية التقليدية لإنتاج الوقود الحيوي الأساليب الكيميائية والكيميائية الحيوية والكيميائية الحرارية والبيولوجية. ومع ذلك ، فإن لديهم بعض القيود المتأصلة التي استدعت التحقيق في الأساليب السريعة وكذلك الصديقة للبيئة ، لإنتاج الوقود الحيوي بطريقة مستدامة.
في الآونة الأخيرة ، ظهر استخدام تقنية النانو في مجال الوقود الحيوي والطاقة الحيوية كطريقة جديدة وفعالة لإنتاج وتعزيز الإنتاج الصديق للبيئة للوقود الحيوي المتجدد. بصورة مماثلة، جذبت المحفزات النانومترية في إنتاج وقود الديزل الحيوي والغاز الحيوي والكحول الحيوي الاهتمام في جميع أنحاء العالم.
فهناك أنواعًا مختلفة من الحفاز النانومترية بالإضافة إلى تطبيقاتها الشاملة في إنتاج الوقود الحيوي وأهميتها. علي سبيل المثال لا الحصر النانو كربون المغنطيسي المملوء بأكسيد و جسيمات النانومترية المغناطيسية وغيرها.
تحدث د.هاشم الحبشي عن تقنية النانو هي ثورة علمية هائلة لا تقل اهمية عن الثورة الصناعية التي نقلت الإنسان إلى عصر الآلات أو التي نقلت الإنسان إلى عصر الفضاء والاتصالات والإنترنت و يُنظر إلى تقنية النانو ، وهي مزيج من علم الكيمياء والهندسة ، على أنها المرشح الجديد لتطبيقات الطاقة النظيفة. لانه ينطوي على معالجة الهياكل النانومترية لدمجها في مكونات وأنظمة المواد الأكبر. بالمقارنة مع المواد السائبة ، فإن المواد النانومترية لها مساحات سطحية عالية ومن المتوقع أن تظهر أنشطة أعلى. كما أنها تُظهر استقرارًا ومتانة أفضل وأكثر فعالية من حيث التكلفة مع إمكانية إعادة التدوير العالية.
فالوقود الذي يحتوي على الكربون والذي لن يزيد عند حرقه تشبع (CO2) في الغلاف الجوي. ولا تساهم هذه الأنواع من الوقود ولا تقلل من كمية الكربون في الغلاف الجوي. اما المركبات التي تعمل بالبنزين أو الديزل تعتبر من غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. ذلك لأن حرق الوقود البترولي يطلق ثاني أكسيد الكربون في الهواء رغم ان هناك ابحاث و علماء لا تتفق مع هذا القول.
اشارالحبشي إلى أن النانو وحدة قياس مترية صغيرة جداً، تبلغ جزءاً من المليار، والنانومتر هو واحد على المليار من المتر، و تقنية النانو هي دراسة وابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر، (جزء من الألف من الميكرومتر، أي جزء من المليون من الميليمتر).
وأشار إلى أن علم النانو أو تقنية النانو، يدرس خواص الجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز مقاييسها الـ100 نانومتر، أو التقنية التي تعمل على دراسة المادة وفهمها ومراقبتها بأبعاد تتراوح بين 1، و100 نانومتر، قهناك تطبيقات متنوعة لتقنية النانو ، منها مجالات الصحة والطاقة، ومختلف الصناعات والأغذية، والعلوم الطبيعية والهندسة، والآثار، وتكمن أهميته في ظهور جيل جديد من المواد التطبيقية بخواص مميزة وفريدة، سواء على المستوى الكيميائي أو الفيزيائي.
ولا اتفق مع من يعتقد من الناس أن المستقبل يكمن في أنواع الوقود البديلة الخالية من الكربون والمصنوعة من المحاصيل ومنتجات النفايات المعروفة باسم الوقود الحيوي. الوقود الحيوي النقي مثل الديزل الحيوي والإيثانول الحيوي و البيوتانول الحيوي, فمازالت اوربا تستخدم الفحم الي يومنا هذا.
فوقود الديزل الحيوي وهو الوقود الأكثر شيوعًا, نظرًا لأنه يتم إنتاجه من مصادر مشتقة عضوياً مثل الدهون الحيوانية والزيوت النباتية ، فيمكن استخدامه لإعادة تدوير مجموعة واسعة من النفايات. إنه متوفر في شكل زيوت الطعام المستهلكة او الدهون الحيوانية من مخلفات الحيوانات وهناك تجارب في كثير من دول الخليج و نجاحات في الابحاث و النتائج خاصة مع توفر الكتلة الحيوية بكميات اقتصادية غير مستغلة.
الإيثانول الحيوي هو الإيثانول (الكحول) الذي يتم إنتاجه عن طريق تخمير النشويات النباتية مثل الحبوب مثل الذرة والتمر و قصب السكر والعشب والمخلفات الزراعية فالمملكة و دول الخليج من اكبر الدول المنتجي للنخيل
الميثانول ، مثل الإيثانول ، هو كحول قوي جدًا مصنوع من القمح أو الذرة أو السكر في عملية مشابهة لعملية التخمير ، ويعتبر الوقود الأكثر كفاءة في إنتاج الطاقة.
الطحالب (على وجه التحديد الطحالب الدقيقة) هي مصدر لوقود بديل متعادل الكربون.. تمتلك الطحالب الدقيقة القدرة على إنتاج الدهون ، والتي تُعرف بأنها مصدر محتمل للوقود الحيوي فيمكن زراعة هذه الطحالب على مياه غير صالحة للشرب ، وربما حتى مياه الصرف الصحي ، في البرك ، لذا فهي لا تستخدم الأراضي الصالحة للزراعة أو كميات هائلة من المياه.
فهناك مشاريع لمزارع الطحالب في المملكة و ابحاث في نفس المجال من جامعة الملك عبدالعزيز و جامعة الملك عبدالله للعلوم و التقنية نتائجها مشجعه و قوية