آنا گزارش می دهد؛
فناوری منجی آلودگی هوا می‌شود/ چه دستاورد‌هایی در هوای پاک موثرند؟
پژوهشگران کشور توانسته اند با بهره گیری از دانش و فناوری روز و تولید محصولات فناورانه راهی برای کاهش میزان آلایندگی‌های هوا پیدا کنند.
خبرگزاری آنا_گروه علم و فناوری؛ طی چند دهه اخیر آلودگی هوا تبدیل به یکی از مهمترین دغدغه‌های اصلی جوامع صنعتی تبدیل شده است. ایران نیز از این امر مستثنی نیست. هر ساله در فصل سرد سال، سوخت مازوت یا نفت کوره نیروگاه‌ها و مواد شیمیایی متصاعد شده از کارخانه‌ها و احتراق ناقص سوخت ماشین‌های دیزلی همگی دست به دست یکدیگر دادند تا نفس پایتخت نشینان و سایر کلانشهر‌های کشور به شمارش بیفتد و عده‌ای بر اثر استنشاق این هوای آلوده راهی بیمارستان شوند.
مهمترین آلاینده‌ای که در حال حاضر در کشور وجود دارد و تعداد روز‌های ناسالم را رقم می‌زند، ذرات معلق کمتر از ۲.۵ میکرون است. طبق آمار‌ها میزان ذرات معلق کمتر از ۲.۵ میکرون از ۲۴ هزار نفر در سال ۱۴۰۱ به ۳۰ هزار نفر در سال ۱۴۰۲ رسید که خسارت ناشی از آلودگی هوا در سال گذشته بالغ بر ۵۹۷ همت بوده است. امسال نیز رکورد افزایش آلاینده هوا زده شده است.
در چنین شرایطی روش‌های نوین علمی مختلفی برای مقابله با آلودگی هوا توسط متخصصان دنیا پیشنهاد می‌شود؛ روش‌هایی که توانسته‌اند بخشی از مشکلات زیست محیطی و آلودگی کلانشهر‌ها را برطرف کنند. در این گزارش به معرفی ۱۰ فناوری کاهنده آلودگی هوا پرداخته ایم.
طراحی و ساخت اتوبوس برقی شهری
بکارگیری از اتوبوس‌های برقی در کلانشهر‌ها نقش موثری در پیشگیری از آلودگی هوا برعهده دارند. در حال حاضر پژوهشگران یک شرکت دانش بنیان در قالب طرح کلان اقدام به طراحی، ساخت و توسعه قوای محرکه الکتریکی اتوبوس برقی شهری کرده اند؛ طرحی که ٤٠ درصد از خروج ارز از کشور و از واردات محصوﻻت مشابه به‌صورت CBU جلوگیری می‌کند.
وحید اصفهانیان، استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران و مجری این طرح در خصوص مزایای استفاده از اتوبوس‌های برقی گفت: اتوبوس برقی در بخش عمده‌ای از سیکل حرکتی خود در سرعت پایین کار می‌کند، شتاب گیری متوسط دارد، زمان درجا کار کردن (آیدل) آن بالا است و همچنین زمان قابل ملاحظه‌ای در ابتدا و انتهای خط توقف می‌کند که زمان مناسبی برای شارژ کردن باتری‌ها است.
رئیس پژوهشکده خودرو، سوخت و محیط‌زیست دانشگاه تهران افزود: در این نوع از اتوبوس‌ها، ایجاد زیرساخت شارژ شبانه در دپو نیز به راحتی میسر است که زمان مناسبی برای شارژ کردن باتری‌هاست. همچنین اتوبوس فضای مناسبی برای جانمایی قطعات و تجهیزات برقی دارد. از اینرو، وجود مزیت‌های فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی، به‌کارگیری این فناوری در صنعت حمل و نقل را در اولویت قرار می‌دهد.
وی ادامه داد: در یک اتوبوس برقی برخلاف اتوبوس احتراقی، بیش از ۶۰ درصد هزینه اتوبوس متعلق به قوای محرکه الکتریکی و مابقی آن مربوط به سازه و اتاق است. در این پروژه بیش از ۷۰ درصد قوای محرکه الکتریکی داخلی‌سازی و بومی‌سازی شده است. همچنین از درایو موتور‌های ترکشن استفاده شده در آن تا اینورتر‌های سیستم توان کمکی، سیستم توزیع انرژی الکتریکی، سیستم مدیریت باتری BMS، سیستم خنک کاری پک‌های باتری، سیستم‌های حفاظتی و ... که همه ساخت داخل و بومی سازی شده است.
به گفته وی، تاکنون نمونه‌های تحقیقاتی و نمونه معیار مهندسی آن ساخته و تست شده است و نمونه‌های تحقیقاتی (AP) و نمونه معیار مهندسی (EP) محصول دانش‌بنیان اتوبوس برقی شهری ساخته و تست شده است. بر اساس برآورد‌های انجام شده ظرفیت تولید اسمی محصول اتوبوس برقـی درونشـهری در فاز تولید نیمه انبوه، ٥٠٠ دستگاه در سال خواهد بود.
ساخت خودروی خودران هدایت شونده کوچک
یک گروه از فناوران پژوهشکده فناوری‌های مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به تولید خودروی خودران هدایت شونده کوچک از نوع خودرو‌های متصل شده اند که که در بلندمدت می‌تواند به کاهش آلاینده‌ها و گاز‌های گلخانه‌ای منجر شود.
شالچیان، عضو هیئت علمی دانشکده برق گفت: خودروی خودران هدایت شونده کوچک از نوع خودرو‌های متصل است که در بلندمدت می‌تواند به کاهش آلاینده‌ها و گاز‌های گلخانه‌ای منجر شود و استفاده مؤثرتری از منابع طبیعی انرژی تجدیدپذیر را فراهم کند، در کوتاه مدت و میان مدت نیز می‌تواند با توسعه محصولاتی که در فرایند‌های مختلف از جمله لجستیک، انبارداری و خطوط تولید کاربرد دارند در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
نراقی، عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر هم با اشاره به اهمیت برقراری ارتباط بین خودرو‌های خودران هدایت شونده و کنترل همزمان آنها در کاربرد‌های مختلف (نظیر سیستم‌های انبارداری و خط تولید) گفت: اهمیت ارتباط هریک از خودرو‌های خودران هدایت شونده با سیستم کنترل مرکزی جهت کنترل یکپارچه خودروها، از جمله مواردی است که ضرورت ساخت نمونه دوم را ایجاب می‌کرد.
کاهش آلایندگی‌ها با مکمل زیستی سوخت دیزل
فناوران یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان مستقر در پارک علم و فناوری تربیت مدرس نیز به منظور کاهش آلایندگی‌های هوا موفق به تولید مکمل زیستی سوخت دیزل شده‌اند؛ مکملی که توان و قدرت موتور را افزایش می‌دهد و اکنون در کشور‌های پیشرو مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در ایران هنوز به طور کامل مصرف نمی‌شود.
محمدرضا شاملو، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان در این خصوص گفت: این مکمل زیستی سوخت دیزل از مزایایی مانند افزایش توان و قدرت موتور، افزایش روانکاری و کاهش استهلاک، تمیز کننده سیستم انژکتور و کاهش آلایندگی سولفور و مونوکسید کربن برخوردار است و باید به عنوان روانکار در سوخت زده شود.
وی افزود: همچنین واحد تحقیق و توسعه این شرکت به دنبال رفع معایب دیگر سوخت دیزل مانند یخ زدگی در فصل زمستان، عدد ستان سوخت دیزل (عدد ستان مانند عدد اکتان در بنزین بوده و باعث بهسوزی سوخت دیزل می‌شود) است و با رفع این مشکلات پکیجی (بسته‌ای) به عنوان مکمل زیستی سوخت دیزل عرضه کرده است. این پکیج زمانی که وارد سوخت می‌شود، میزان آلایندگی‌های هوا را کمتر می‌کند. هرچند این مکمل آلایندگی‌ها را پاک می‌کند و برای رفع آلودگی هوا کارگشاست، اما هنوز مورد حمایت واقعی قرار نگرفته است.
پایش کیفیت هوا به وسیله پهپاد
پژوهشگران یکی از شرکت‌های دانش بنیان مستقر در پارک علم و فناوری فارس نیز به منظور پایش آلایندگی کارخانه‌ها، پتروشیمی‌ها، پالایشگاه‌ها و شهرک‌های صنعتی موفق به تولید سیستم پایش کیفیت هوا به وسیله پهپاد شده‌اند.
محمدحسین یوسفی، مدیرعامل این شرکت دانش بنیان گفت: این محصول ترکیبی از پرنده، پهپاد و سیستم پایش کیفیت هوا است. در این سیستم، کیت تشخیص گاز‌های آلاینده جهت پایش آلایندگی‌های صنایع پتروشیمی و شهرک‌های صنعتی و مکان‌هایی که دسترسی آسان و مداوم ندارد، به روی پرنده نصب می‌شود.
وی افزود: این پرنده به خلبان خودکار مجهز است که می‌تواند آلایندگی‌های صنایع را به صورت خودکار و منظم و برنامه‌ریزی شده پایش کند و داده‌های آن را به روی سرور‌ها انتقال دهد.
به گفته وی، این پرنده قادر است هشت گاز آلاینده از جمله دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، ذرات معلق pm۲.۵، pm۱۰ و کربن منوکسید را پایش کند. تعداد سنسور‌های این پرنده از لحاظ دقت و تعداد سنجش راه دور قابل ارتقا است.
پایش آنلاین داده‌های آلاینده‌ها
یک گروه دیگر از پژوهشگران ایرانی نیز موفق به طراحی و ساخت نرم‌افزاری با عنوان جامع پایش آنلاین داده‌های آلاینده‌های زیست محیطی شده اند.
محمدمهدی انصاری پور، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان گفت: این سامانه اطلاعات حاصل از پایش را گردآوری کرده و انواع گزارش‌های مورد درخواست سازمان حفاظت از محیط زیست را ایجاد و ارسال می‌کند؛ این سامانه مستقیما به سامانه پایش آنلاین سازمان حفاظت از محیط زیست متصل است و تمام آلاینده‌های هوا را پایش می‌کند.
وی افزود: همچنین این سامانه نیاز به اپراتور ندارد و هرگونه هشدار و اتفاقی که در صنایع رخ دهد را به صورت آنلاین پیدا و از طریق پیامک به صاحبان صنعت، اداره‌های کل حفاظت از محیط زیست و در نهایت به سازمان حفاظت از محیط زیست ارسال می‌کند.
وی تصریح کرد: جدا از این طرح اکنون به بحث ساخت و تولید آنالایزر‌های محیط زیست ورود پیدا کرده ایم و خود سخت افزار‌ها را تولید می‌کنیم. این شرکت، تنها شرکت ایرانی است که توانسته به روش‌های استاندارد‌های دنیا آنالایزر‌های محیط زیست را بسازد. این محصولات نیز به معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری معرفی شده اند.
تجزیه آلاینده‌های خروجی اگزوز با مبدل‌های نانوکاتالیستی
یکی دیگر از روش‌های کاهش میزان آلایندگی‌ها استفاده از فناوری نانو است؛ فناوریی که می‌تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی و سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و نقش بسیار زیادی در حذف آلودگی‌های هوا داشته باشد. این فناوری با ورود به صنایعی مانند خودروسازی و ساخت کاتالیزور‌ها و فیلتر‌های تصفیه هوا می‌تواند باعث کاهش سوخت خودرو شود و گاز‌های خروجی اگزوز خودروها را تبدیل به مواد بی ضرر کند.
پژوهشگران یکی از شرکت دانش بنیان با تولید مبدل‌های نانو کاتالیستی موفق به تجزیه بیش از ۹۰ درصدی آلاینده‌های خروجی اگزوز شده اند.
مبدل‌های نانوکاتالیستی تولیدی این شرکت فناور، قطعاتی مصرفی هستند که در مسیر خروجی موتور تمام وسایل نقلیه قرار گرفته و بیش از ۹۰ درصد گاز‌های آلاینده حاصل از احتراق موتور را به گاز‌های بی خطر تبدیل می‌کنند. این محصولات نانویی از پوشش دهی یک هسته مرکزی با فلزات گرانبها ساخته شده است که این فلزات نقش اصلی را در کاهش آلاینده‌ها به عهده دارند.
هدف از به کارگیری یک نانوکاتالیست در خودرو، کاهش مقادیر هیدروکربن، مونوکسید کربن و اکسید‌های نیتروژن از گاز‌های خروجی اگزوز و تبدیل آنها به گاز‌های کم ضرر، دی اکسید کربن، نیتروژن و آب است.
روغن سوزی موتور خودرو، عدم استفاده از سوخت مناسب جهت استفاده در وسیله نقلیه، عدم عملکرد صحیح سیستم سوخت رسانی و یا سیستم برق خودرو، استفاده از مکمل‌های سوختی غیر استاندارد، و صدمات ناشی از ضربات فیزیکی در تصادف به بدنه کاتالیست از جمله عوامل خرابی کاتالیست خودروها محسوب می‌شوند که به دلیل کیفیت بالا و استحکام و دوام بیشتر مبدل‌های نانوکاتالیستی، بازده و دوام این نانومحصولات نسبت به نمونه‌های معمولی بیشتر است.
رفع آلودگی هوا به کمک عایق‌های هواژل
پژوهشگران یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان نانودانش موفق به تولید عایق‌های جدید هواژل پاششی شده‌اند؛ نصب آسان، ضخامت کم و عمر نامحدود از جمله مزایای این محصول است. این محصول علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌تواند به رفع آلودگی هوا در کلانشهر‌ها نیز کمک کند.
حسین برگزین، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان درباره محصولات این شرکت و کاربرد آنها گفت: مزیت اصلی عایق‌های آیروژل، ضریب انتقال حرارت فوق‌العاده پایین آنهاست که سه تا شش برابر کمتر از عایق‌های سنتی است. همچنین از مزایای متعددی نظیر مقاومت در برابر آب و آتش، نصب آسان، سریع و کم هزینه - بدون نیاز به ابزار یا تجهیزات خاص - برخوردارند. این عایق‌ها در مقایسه با عایق‌های سنتی، عمر مفید به مراتب طولانی‌تری دارند و نیاز به تعویض زودهنگام آنها را از بین می‌برند.
وی افزود: عایق‌های جدید هواژل پاششی با ضخامت ۳۰۰ هزار تا ۵۰۰ هزار میکرو متر برای دیوار‌های عمودی و پیلوت ساختمان و... به راحتی قابل استفاده هستند. درصدهستیم با جلب توجه دولت و مردم و پتروشیمی‌ها، آلودگی داخل کلانشهر‌ها را با استفاده از این عایق‌ها در مدت هشت سال برطرف کنیم.
مهار گرمایش زمین با کاهش گازکربنیک
پژوهشگران یکی دیگر از شرکت‌های دانش بنیان ایران به منظور صرفه جویی در مصرف گاز طبیعی، کاهش مصرف انرژی و جلوگیری از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای موفق به طراحی و ساخت طراحی و ساخت سیستم بازیافت دی اکسید کربن از دود حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی شده‌اند.
بهروز سلیمی بنی، مشاور ارشد این مجموعه دانش بنیان گفت: هدف اصلی این مجموعه بهره‌گیری از فناوری کربن کپچر (تکنولوژی جداسازی و ذخیره‌سازی کربن از سوخت‌های فسیلی نیروگاه‌ها) است از اینرو پلنت‌های مختلفی در ایران ساخته‌ایم.
وی اظهارکرد: این پلنت‌ها برای جبران هزینه‌های تحقیقاتی‌شان گاز کربنیک مایع تولید می‌کنند و به فروش صنایعی مانند نوشابه سازی، ریختگری، جوشکاری می‌رسانند. همچنین این فناوری می‌تواند در اتاق‌های عمل، بیمارستان‌ها، آب شیرین‌کن‌ها و باران مصنوعی کاربرد داشته باشد.
وی خاطرنشان کرد: همچنین با اتکا به دانش فنی پژوهشگران‌مان موفق شدیم برای نخستین بار در ایران واحد بازیافت دی اکسید کربن از دود حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی را در یکی از نیروگاه‌ها راه اندازی کنیم. از دودکش‌های این نیروگاه روزانه ۵۰ تن دی اکسید کربن جدا می‌شود. سپس گاز بازیافت شده مورد مصرف صنایع نوشابه سازی، جوشکاری، ریختگری تهران و نواحی اطراف آن قرار می‌گیرد.
وی تاکید کرد: واحد بازیافت دیگری در یکی از پتروشیمی‌ها راه اندازی کرده‌ایم. در این واحد نیز گاز دی اکسید کربن از دودکش‌های پتروشیمی جذب و به راکتور‌های پتروشیمی بازگردانده می‌شود. این امر باعث شده بدون اینکه سوخت جدیدی بسوزد، اوره و کود شیمیایی این نیروگاه حدود ۶ تا ۷ درصد افزایش پیدا کند؛ این نیروگاه ۶ الی ۷ درصد اوره سبز تولید می‌کند.
کاهش آلایندگی خودرو‌های دیزلی با بهسوزی گازوئیل
یک گروه از پژوهشگران ایرانی نیز موفق به ساخت دستگاه کاهنده مصرف سوخت وآلایندگی خودرو‌های دیزلی شده‌اند.
علیرضا طالقانی، مدیرعامل این شرکت دانش بنیان در خصوص این دستگاه گفت: قطعه ساخته شده این مجموعه باعث بهسوزی گازوئیل می‌شود. این قطعه روی موتور‌های دیزل بسته می‌شود و برای ماشین‌های حمل و نقل، معدن، موتور‌های ژنراتور، موتورلنج کاربرد دارد.
وی افزود: این قطعه باعث یونیزه شدن گازوئیل می‌شود. یونیزه شدن گازوئیل باعث ایجاد دو اتفاق خوب در موتور می‌شود. نخست، به طور معمول آبی که همراه گازوئیل است، سر سوزن‌های انژکتور می‌نشیند و باعث نابودنی سوزن و خرابی پمپ انژکتور می‌شود. با یونیزه شدن گازوئیل دیگر آب سر سوزن نمی‌نشیند و عمر سوزن و پمپ انژکتور نیز چند برابر می‌شود.
وی اظهارکرد: دوم، هنگامی که گازوئیل از سوزن انژکتور به داخل سیلندر پاچیده می‌شود، گازوئیل به قطرات ریزتری تبدیل می‌شود. این امر باعث کامل‌تر شدن سوخت گازوئیل و عمل احتراق می‌شود. در نتیجه هم دود اگزوز و هم مصرف گازوئیل کاهش پیدا می‌کند.
وی بیان کرد: طبق برآورد‌ها و آزمایش‌هایی که توسط یکی از شرکت‌های خودروسازی ایران انجام شده است، نصب این قطعه ۵۰ تا ۷۰ درصد دود اگزوز را کاهش می‌دهد. حدود ۲۰ درصد نیز از میزان CO و هیدروکربن‌های نسوخته کم می‌شود. ۵۰ تا ۷۰ درصد نیز میزان کربن یا دود کاهش می‌یابد.
جلوگیری از ورود آلاینده‌های محیطی با نانو الیاف‌ها
پژوهشگران یکی از شرکت‌های دانش بنیان فناوری نیز موفق به تولید فیلتر‌های صنعتی شده اند که از ورود این آلاینده‌ها و ریزگرد‌ها به محیط زیست جلوگیری می‌کند.
سید امیر حسین تقوی، مدیر عامل این شرکت دانش بنیان در این خصوص گفت: صنایع گوناگون با فعالیت خود آلاینده‌ها را وارد محیط زیست می‌کنند، اما ما با استفاده از نانو الیاف، فیلتر‌های صنعتی تولید کردیم که از ورود این آلاینده‌ها و ریزگرد‌ها به محیط زیست جلوگیری می‌شود. این فیلتر‌ها قدرت جذب بالایی دارند و قادر هستند ذرات با قطر کمتر از ۲.۵ میکرون را جذب کنند. این محصول در صنایع مختلف مانند فولاد، سیمان و آرد کاربرد دارد. همچنین بیش از ۶۰۰ کارخانه بزرگ صنعتی در کشور از این محصول استفاده می‌کنند.
این فعال حوزه فناوری بیان کرد: یکی از این محصولات دانش بنیان فیلتر‌های صنعتی است که در حال حاضر بیش از ۶۰۰ مجموعه صنعتی در کشور از آن استفاده می‌کنند و به وسیله آن از ورود مواد آلاینده و ریزگرد تولید شده توسط این صنایع به محیط زیست جلوگیری می‌شود.
وی درباره محصول بعدی این شرکت دانش بنیان گفت: این الیاف در تولید محصولاتی همچون نانو ماسک‌های تنفسی که از چند لایه تشکیل شده‌اند نیز کاربرد دارد. این محصول علاوه بر وجود لایه میکروفیلتر حاوی لایه نانو الیاف با قطر کمتر از ۱۰۰ نانومتر است. این لایه از ورود ذرات مضر میکرونی به دستگاه تنفسی جلوگیری می‌کند.
هرچند طی سال‌های اخیر برخی از شرکت‌های دانش بنیان اقدام به ساخت این محصولات کرده‌اند، اما هنوز برخی از آنها به تولید انبوه و مرحله تجاری سازی نرسیده‌اند و نیاز به حمایت و اعتماد بیشتر دولتمردان دارند. امید است با بهره گیری از این فناوری‌ها بتوانیم این مشکل بزرگ کشور که هر ساله با آن دست به گریبان هستیم برطرف شود.
انتهای پیام/
