שיטה פשוטה לקבלת ביודיזל

מאחר וארה"ב מעוניינת להפחית את התלות שלה בנפט מיובא, צפוי שדלקי ביודיזל ייטלו תפקיד חשוב ביעד זה. לדברי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, יחידה של משרד האנרגיה של ארה"ב, ביודיזל "מהווה משאב אנרגיה משמעותי ויוכל לספק בעתיד 5-3% משוק תזקיקי הנפט."

חוקרי אוניברסיטת בראון, אהרון סוצ'ה (משמאל) וג'ייסון סלו, מדגימים את תהליך ייצור הביו דיזל
חוקרי אוניברסיטת בראון, אהרון סוצ'ה (משמאל) וג'ייסון סלו, מדגימים את תהליך ייצור הביו דיזל

אחת מהמכשלות העיקריות להשגת יעד זה הינה מציאת השיטה להמרה יעילה של שפע המלאים של פסולת שמן צמחי (לדוגמא, פסולת השמן ששימש לטיגון פלאפל וטוגנים) לדלק ביודיזל. השיטות הקיימות הינן ממושכות, יקרות ובלתי-יעילות. גרוע מכך, התהליך מחייב שימוש בכימיקלים הרעילים חומצה זרחתית ואשלגן/נתרן הידרוקסידי.

שני כימאים מאוניברסיטת בראון (ארה"ב) מתארים במאמר, שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי Organic & Biomolecular Chemistry, כיצד הם הצליחו להמיר פסולת שמן צמחי לביודיזל בכלי תגובה יחיד באמצעות זרזים ידידותיים לסביבה. התהליך שלהם גם מהיר פי שישה מאשר שיטות נוכחיות להמרת פסולת שמן צמחי לביודיזל, כך שהוא צורך פחות אנרגיה.

"רצינו לפתח שיטה פשוטה טכנית וידידותית לסביבה להמרת פסולת שמן צמחי לביודיזל," אמר החוקר הראשי, פרופסור לכימיה באוניברסיטה.

פסולת שמן צמחי מורכבת מטריאצילגליצרולים (חומצות שומן חופשיות) ומים. השיטה המקובלת להמרת פסולת שמן צמחי לביודיזל מחייבת שתי תגובות נפרדות. התגובה הראשונה ממירה את חומצות השומן החופשיות לביודיזל, אולם המרה זו מחייבת שימוש בחומצה זרחתית. התגובה השנייה ממירה את הטריגליצרולים לביודיזל, אולם המרה זו מחייבת שימוש באשלגן/נתרן הידרוקסידי. שני המגיבים הללו אינם יכולים לפעול יחדיו, ולכן התגובות חייבות להתבצע בכלים נפרדים. אילוץ זה הופך את התהליך לפחות יעיל.

בכדי למצוא שיטה טובה יותר, החוקרים החלו לבחון זרזים שיהיו זולים, יציבים כימית ובעלי רעילות מוגבלת. לבסוף, הם התמקדו בחומרים ביסמוט טריפלט וסקנדיום טריפלט, הנפוצים בכימיה אורגנית כזרזים כימיים. בנוסף, הם ביצעו את התגובות באמצעות מתקן של גלי-מיקרו במקום בתנור חימום. הם מצאו כי הזרזים החדשים המירו את פסולת השמן הצמחי לביודיזל בתוך כעשרים דקות, בעוד שבשיטות קיימות התהליך אורך כשעתיים. למרות שהשיטה החדשה מצריכה טמפרטורה גבוהה יותר – 150 מעלות צלסיוס לעומת 60 מעלות צלסיוס בשיטות הרגילות – היא צורכת פחות אנרגיה באופן מצטבר מאחר והתגובה הרבה יותר מהירה.

הכימאים הצליחו גם לבצע את ההמרה בכלי תגובה יחיד, מאחר והזרזים מסוגלים לקדם את שני סוגי התגובות. בנוסף, החוקרים דיווחו כי הזרזים ששימשו בהמרת חומצות השומן החופשיות, שהם הזרזים היותר מאתגרים לפיתוח משתי התגובות, התאימו לחמישה מחזורי פעילות, תוך כדי שמירה על ניצולת תגובה של 97 אחוזים. היכולת למחזר את הזרזים מפחיתה את עלותם ומצמצת את הפגיעה בסביבה, מציינים החוקרים.

"למרות שעדיין לא הוכחנו את תועלתה של הגישה שלנו בקנה-מידה תעשייתי," אומר החוקר הראשי, "זיהינו זרזים ותנאי תגובה מבטיחים ביותר שיוכלו, בעיקרון, לשמש בהמרה תעשייתית של פסולת שמן צמחי לביודיזל באורח ידידותי לסביבה."

הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

3 תגובות

  1. חוץ מפוליטיקה, בראש דאגותנו ההשרדותית – האקולוגיה.

    אנחנו חרדים למצב האמזון, גזי החממה, זיהום הסביבה, שכבת האוזון והידלדלות המיני וכמובן לטוהר גופנו, טוהר האויר, המים והמזון.

    קיים קונצנזוס מוחלט ובלעדי בתודעתנו הקולקטיבית שעיקר האיום לקיומנו ולכלכלתנו נשקף מצד הדלקים הפחמניים. כולנו תוהים אם ניתן בכלל עדיין להסיג את שיעור שריפתם ומי יודע מה כבר עוללנו.

    תעשיית הדלקים משקיעה במרץ בהמשך הכשרת שרץ הזיהום באמצעות אסטרטגיה גלובאלית לפיה כבר פועלות רוב יצרניות הרכב בהסבת התעשייה והשוק "לטרנד" הרכבים ההיברידיים על מנת לשמר מחד את השימוש בדלקים פחמניים, ובה בעת ליטוע בתודעה הציבורית אשליה "ירוקה".

    הבעיה הטבועה בגישה זו נעוצה לא רק ברעילות הסוללות לסביבה אלא בהמשך ואף הגברת פליטת דלקי המאובנים מתחנות הכח. ברור בעליל שלא מהרכבים ההיברידיים תגיע הישועה. עשן הקורקינטים החשמליים האקולוגיים כביכול, נפלט כעת מתחנות הכח במקום ברוטשילד. ביג דיל.

    עלינו לכוון את מעייננו ומאמצינו לצמצום פליטת דו תחמוצת הפחמן ואין חולק שקלינטק מהווה מאמץ גלובאלי, אפקטיבי מתואם ראשון המיועד סופסוף להתחיל להתמודד עם הבעיה ואולם פריצות הדרך המהותית עדיין צפונות בעתיד. הגז בו זכתה ישראל יאפשר לה אולי לזהם פחות מתחנות הכוח, להתנקות קצת ואולי לשפר את מאזן הנקודות והבונוסים אבל תוחלת חיי האנושות תלויה במידה רבה ביכולתה להיגמל מפחמן לצרכי אנרגיה ולהתפייס עם הסביבה עם המימן השפיר והידידותי (הידרוגן).

    ניתן להפיק מימן בדרכים שונות ומשונות, כולן בחיתוליהן ועדיין יקרות להחריד או בלתי ישימות. הטכנולוגיות הקיימות להפקת מימן דורשות אנרגיה חיצונית רבה, עד כדי 75% מעלותו כיום כדלק מכוניות. יצרניות הרכב לוטשות זה מכבר את עיניהן לעידן המימן ואולם לעת עתה הפקתו כרוכה בעלויות בלתי אפשריות שרק ניסאן וקומץ אוהדים בקליפורניה ושלוש (3) תחנות דלק מימני מצליחות להריץ בינתיים.

    המימן, היסוד הכימי הקל והנפוץ ביותר ביקום (90%), הינו גם חומר הדלק היעיל והנקי ביותר שמציע לנו הטבע (הוא עתיר אנרגיה פי שלושה וחצי מפחם, בנזין, סולר וכו'). כלי רכב ניסיוניים המונעים במימן כבר פותחו וכבר משווקים (בליסינג יקר). אחרים מצויים עדיין על שולחנות השרטוט של חברות הרכב הגדולות המתכננות את מכוניות העתיד. תחנות כוח שיפיקו חשמל באמצעות שריפת מימן גם הן מצויות בשלבי תכנון מתקדמים שכן שריפת מימן כמעט שאינה גורמת לזיהום סביבתי הבעיה העיקרית שניצבת בינינו לבין מימוש החזון הטכנולוגי הזה, אינה התכנות יצור המימן, אלא מחיר הפקתו.

    המקור הזמין ביותר של מימן, הינו מים (מולקולת מים מכילה שני אטומי מימן ואטום חמצן אחד) ואולם כדי לפרק את מולקולת המים למרכיביה, יש לחמם מים לטמפרטורה גבוהה מאוד בלחץ נמוך. בתנאים אלה נפרדים אטומי המימן מאטומי החמצן אך כשתערובת מתקררת בהדרגה, חוזרים המימן והחמצן ומתרכבים למים. למותר לציין שעלות האנרגיה המושקעת, הינה 75% מעלות דלק המכוניות המימני הזה.

    הטכנולוגייה המסתמנת כבעלות ההתכנות הכלכלית טכנולוגית הגבוהה ביותר – היא המבריקה והפשוטה ביותר.

    מסתבר שניתן על ידי התססה קלה, פשוטה ונקיה של תרביות חיידקי קולי וקלוסטרידיום (חפים מפתוגניות כמובן) על מצע שיירי טוחן אשפה, פסולת חקלאית, או כמובן סוכר נקי, בכדי להפיק די מימן בזול. כך למשל, בהעדר חמצן, חיידקים מסויימים ממירים פחמימות וחומצות למימן. חיידקים סגולים המנצלים את האור על מנת לייצר אנרגיה על ידי פוטוסינתזה פולטים מימן לצורך פירוק מולקולות חומצותיות.

    אני מאחל לכולנו שנזכה לדלק האולטימטיבי הזה. הוא כבר בר השגה, יהיה בר קיימא וירבה בריאות.

    ומה שהכי יפה, אנחנו נפיק אותו בעצמנו בריאקטור הביתי או נתדלק במתקן השכונתי או במזבלה.

    ניסאן הולכת על המהפיכה. ניתן רק לייחל להצלחתה.

    אפילו המילה מימן ערבה לאוזן בעברית.

    חג אורים שמח לכולם. כמה סימלי – טיהור המקדש.

  2. הפיסקה המתחילה במילים פסולת שמן צמחי מורכבת מטריאצילגליצרולים אינה מתורגמת נכון, במקום סוגריים צריכים לבוא פסיקים, במקום חומצה חנקתית החומצה היא זרחתיתץ
    במשפט השלישי בפסקה הטעות היא במקור והתגובה ממירה את החומצות החופשיות לביודיזל ולא את הטריאצילגליצרולים כפי ששנכתב גם במקור.
    חוץ מזה, מאמר מעולה כמו כל המאמרים באתר וגם כמו כל המאמרים של דר. משה נחמני. ישר כח.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן