افزایش بازده تولید بیوگاز از پسماندهای کشاورزی با کمک نانوذرات
به گزارش سیناپرس به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، امید جعفری کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی اصفهان، درباره این طرح گفت: یکی از مسائل مهم در تولید سوخت‌های تجدیدپذیر، افزایش بازده تولید است. لذا در این طرح تلاش شد تا با کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، بازده فرایند تولید بیوگاز از پسماند کشاورزی باگاس (پسماندهای نیشکر) افزایش یابد.
به گفته جعفری، استفاده از نانوذرات سبب افزایش بازده تولید بیوهیدروژن و بیوگاز شده است. این دو سوخت به عنوان یکی از مهم‌ترین سوخت‌های مورد استفاده در پیل‌های سوختی اتومبیل‌های گاز سوز به شمار می‌روند.
وی در ادامه افزود: صرف نظر از کاربردهای بیان شده، می‌توان از دیگر پیامدهای مثبت این طرح را کاهش بازمانده‌های کشاورزی از جمله باگاس دانست. امروزه باگاس در کارخانه‌های قند به صورت سیلو انبار و سوزانده می‌شود که علاوه بر مشکلاتی که به صورت دوده و غبار برای محیط زیست ایجاد می‌کند، باعث اتلاف هزینه و زمان نیز هست.
جعفری مزیت‌های کاربرد نانوذرات انتخاب شده در فرایند تولید سوخت را بدین شرح بیان کرد: استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم، ساختار به شدت بلوری و سلولزی جامد باگاس، در کنار یک پیش فرآوری متداول ( همانند اسیدی- بازی) باعث شد تا دمای فرایند کاهش یابد. همچنین غلظت اسید یا باز مصرفی نیز، که بیشتر باعث تخریب دستگاه‌ها و افزایش هزینه‌ها می‌شود، در حضور نانوذرات کاهش یافت. از طرفی زمانی که در تولید بیوگاز از پیش فرآوری‌های متداول استفاده می‌شود، ترکیبات جانبی تولید می‌شود که در مراحل بعدی باعث تخریب زیست توده‌ها شده و به شدت بازده نهایی تولید پیوسته بیوگاز و بیوهیدروژن را کاهش می‌دهد. این در حالی است که وجود نانوذرات دی اکسید تیتانیوم باعث تخریب فرآورده‌های جانبی از جمله فنول‌ها می‌شود که باعث افزایش بازده تولید بیوگاز و بیوهیدروژن نهایی می‌شود.
پژوهشگر دانشگاه صنعتی اصفهان افزود: از روش‌های جدید تولید انرژی، استفاده از زیست توده‌هاست. این روش به چند روش اصلی مانند سوزاندن، تولید بیو اتانول، تولید گاز مصنوعی ترمو شیمیایی و بیوگاز تقسیم می‌شود. بیوگاز، که از روش تخمیر بی‌هوازی زیست توده به دست میآید، به مجموع گازهای دی اکسید کربن (45-35) ، متان (56-55) و مقدار جزئی از گازهای دیگر نظیر سولفید هیدروژن و بیوهیدروژن اطلاق می‌شود. ارزش حرارتی بیوگاز از متان خالص بیشتر است و دارای ارزش حرارتی معادل 6 کیلووات ساعت بر مترمکعب است.
از طرفی بیوگاز دارای اثرات مثبت زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی فراوانی است که می‌توان به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، حفظ جنگل‌ها و مراتع با جلوگیری از توسعه محل دفع زباله، تولید کودهای آلی و اصلاح خاک اشاره کرد.
این تحقیقات از همکاری مهندس امید جعفری- کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی اصفهان- و دکتر حمید زیلویی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان- به دست آمده است. نتایج این کار در مجله Bioresource Technology با ضریب تأثیر 5/651 (جلد 214، سال 2016، صفحات 670 تا 678) به چاپ رسیده است.
