تولید سوخت سبز از روغن سویا توسط محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، سوخت‌هایی که از خوراک‌های بیولوژیکی تولید می‌شوند، بیودیزل یا سوخت زیستی (سوخت سبز) نامیده می‌شوند. امروزه تولید بیودیزل برای رقابت با سوخت‌های فسیلی، افزایش یافته است. به‌طورکلی، دو نسل متفاوت از بیودیزل‌ها وجود دارد.

سوخت‌های نسل اول، یا بیودیزل‌های متداول عموماً از شکر، نشاسته و منابع روغن‌های گیاهی تولید می‌شوند، در حالی ‌که بیودیزل‌های نسل دوم، از خوراک‌های قابل نگهداری تهیه می‌شوند. از مزایای استفاده از روغن‌های گیاهی (از نوع روغن خوراکی) به‌عنوان مواد اولیه برای تولید بیودیزل، پایین بودن محتوای اسیدچرب آزاد آنهاست.

ویسکوزیته بالای طبیعی، به‌کارگیری مستقیم روغن‌های گیاهی (به‌عنوان سوخت در موتورهای احتراق) را محدود می‌کند. تاکنون تلاش‌هایی جهت کاهش ویسکوزیته‌ این نوع سوخت‌ها انجام شده است.

دکتر رضیه فضائلی ضمن اشاره به واکنش ترانس استریفیکاسیون به‌عنوان عملیات کاهش ویسکوزیته روغن به‌منظور رفع محدودیت آن جهت استفاده در موتورهای احتراق، به تبیین اهداف دنبال شده در این پژوهش پرداخت و گفت: «هدف از انجام این پژوهش تولید بیودیزل از روغن سویا با بهره‌گیری از نانوذرات کاتالیستی برنجی شکل وانادیوم روی بستر متخلخل سیلیکاتی (V/RSM) بوده است».

این محقق در خصوص مزایای عمده استفاده از نتایج طرح حاضر افزود: «کاهش آلودگی محیط‌زیست مهم‌ترین مزیت استفاده از بیودیزل‌هاست. همچنین تحقیقات دانشمندان اثبات کرده است که آسیب‌های استفاده از بیودیزل به لایه اوزون نسبت به سوخت‌های دیگر 50 درصد کمتر است».

اصلی‌ترین جزء روغن گیاهی، تری گلیسیرید (تری آسیل گلیسرول) است. هنگامی‌که تری گلیسیرید با الکل در حضور کاتالیست واکنش می‌دهد، ترانس استریفیکاسیون نامیده می‌شود. واکنش مذکور یکی از اصلی‌ترین روش‌های کاهش ویسکوزیته روغن‌هاست.

در این طرح یک بستر سیلیکاتی متخلخل برگی شکل (LSM) سنتز شده است که پس از اصلاح توسط وانادیوم اکسید، ترکیب حاصل با نام (V/RSM) تغییر شکل داده و به‌صورت ذرات برنجی شکل در مقیاس نانو در می‌آید. تشکیل این ساختار، موجب می‌شود که اکسید وانادیوم خالص درون تخلخل‌های بستر سیلیکاتی به دام بیفتد و بتواند واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن سویا را به نحو مطلوب‌تری افزایش دهد.

فضائلی در پایان در خصوص مراحل دست‌یابی به اهداف طرح گفت: «ابتدا نانوذرات برنجی شکل و متخلخل وانادیوم روی بستر سیلیکاتی به روش سل ژل سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به‌وسیله روش‌های FTIR، XRD،TEM، SEM، BET، NH3-TPD و DRUV-Vis مشخصه‌یابی شد. در مرحله بعد، از این نانوذرات به‌عنوان کاتالیست در واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن سویا استفاده شد و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که بازده فرایند ترانس استریفیکاسیون با حضور نانوکاتالیست سنتز شده به 98 درصد می‌رسد. خواص بیودیزل تهیه شده مانند محتوای اتری، گلیسرول آزاد، دانسیته و غیره، با استانداردهای اروپایی و امریکایی برای یک بیودیزل، مطابقت بسیار مطلوبی از خود نشان می دهد».