وقود حيوي جديد يمكن ان يعمل على محركات الديزل العادية

قال العلماء انه هناك طريقة جديدة لتطوير الوقود الحيوي لكي يعمل على محركات الديزل العادية يمكن ان تساعد على توسيع استخدام الوقود المتجدد.

و يمكن للديزل الحيوي الجديد المصنوع من المواد النباتية ان يوفر بديلا اكثر ملاءمة للبيئة عن الوقود الاحفوري المستخدم الان او البتروديزل. في الاتحاد الأوروبي يجب ان يحتوي الديزل التجاري على نسبة 7% على الاقل من الديزل الحيوي.

و لكن التركيب الجزيئي لهذه الأنواع من الوقود يدل على انها تغلي في درجات حرارة مختلفة عن البتروديزل. مما يعني ان المحركات المصممة للديزل العادي يمكن ان تعمل على وقود الديزل الحيوي النقي او الخلطات التي تحتوي على نسبة كبيرة من الوقود الحيوي.

الآن وجد العلماء في المانيا طريقة لتحويل المواد الكيميائية المستمدة من النباتات الى وقود الديزل الحيوي الذي يلبي خصائص الغليان التي يتطلبها المعيار EN 590 والذي وضعته اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي للديزل التجاري المباع في الأسواق.

وقال لوكاس جوين و هو أستاذ الكيمياء العضوية في جامعة Ruhr-Universität Bochum الذي قاد البحث ان دوافعه جاءت خلال رحلة لمصنع الديزل الحيوي في رواندا قبل بضع سنين. وقال ان المشكلة انه لم يتم تحويل غير حافلة واحدة لتشغيل الوقود و ذلك لنقص الأموال.

سبب ان الديزل الحيوي لا يعمل على محركات الديزل القياسية هو ان 95% من الجزيئات المكونة لها هي من نفس الطول و بالتالي فهو يغلي في نفس درجة الحرارة تقريبا.

على النقيض فان البتروديزل يتكون من خليط من هيدروكربونات ذات اطوال مختلفة لذلك فإنها تغلي في دراجات حرارة مختلفة و تعطي الوقود نطاق أوسع للغليان. و الأهم من ذلك هو ان السيارات الحديثة تم تصميمها على أساس هذه الخصائص.

هناك عمليات قائمة يمكنها تحويل زيوت النباتات الى وقود حيوي مناسب للاستخدام في محركات الديزل القياسية.  لكن يتم حرق نسبة كبيرة من الوقود لتنفيذ عملية التكرير. قرر جوين و زملائه ان يجدوا وسيلة للاستفادة من المواد المحفزة و التي تسرع التفاعل الكيميائي.

في تقرير تم نشره على الانترنت في مجلة science advances أفادوا انهم باستخدام خليط من ثلاث محفزات تمكنوا من مزج استر اللفت زيت الميثيل (رم) – مادة خام مشتركة لصنع الوقود الحيوي – والإيثيلين إلى وقود مع نفس الغليان الشخصي كما بتروديزل. الإيثيلين هو هيدروكربون وفير يمكن توليده من الإيثانول المستخرج من النبات أو الغاز الصخري.

لإثبات قدراته كوقود للسيارات قام الباحثون ببناء سيارة ديزل نموذجية و استخدموا وقود الديزل الحيوي لدفعها. ولا يزال الوقود بعيد المنال عن التسويق. و تكلفة الدفعة الأولى اكثر من 1125 دولار لكل ربع لتر من الانتاج.

و قال جوين ان القضية الأساسية الان ان العملية تستخدم محفزات باهظة الثمن و قصيرة العمر تهدف لإنتاج كميات قليلة من المنتجات الكيماوية العالية القيمة. كما ان إيجاد بدائل رخيصة و اكثر قوة مناسبة للإنتاج التجاري سوف يكون تحديا كبيرا كما سيؤدي الى تصميم عمليات صناعية عالية الإنتاجية.

لكن جوين قال ان احد اكبر التحديات التي تواجه الوقود الحيوي هو انه غير مناسب لمحركات الديزل القياسية بالرغم من ذلك يرى الباحثون ان هذا التحدي يمكن التغلب عليه.

لكي يتم حل مشكلة نقطة الغليان يجب مواجهة تحديين اصعب كيف يمكنهم إيجاد حافز ارخص لفعل ذلك؟ و كيف يمكن تحويل الديزل الحيوي ليكون مناسب لمحركات السيارات؟

قال دنكان واس أستاذ الحفز في جامعة بريستول في المملكة المتحدة ان هناك حاجة ملحة لإيجاد أنواع وقود متجدد و التي ستكون بدائل عن الوقود الاحفوري.

واضاف ان استخدام إضافة رخيصة وفيرة مثل الايثيلين لتحويل الوقود الحيوي يجعله مفيدا جدا.  لكنه متوافق مع واضعي الدراسة على ان المحفزات  الحالية غير ملائمة لهذا الغرض و ان إيجاد بدائل مناسبة سيكون صعب.

وقال انه من الصعب إيجاد محفز بسيط و رخيص و طويل العمر و غير متجانس يمكنه تحقيق نفس نتائج هذه الأنظمة المعقدة جدا.

لذلك من السابق لأوانه أيضا تصنيف التكنولوجيا بأنها مستدامة إلى أن يتم إجراء تحليل كامل لدورة الحياة للعملية والمنتجات.