بما أن النفط غير متجدد ، فهو يلوث البيئة كثيرًا وتوجد مصادره الرئيسية في مناطق الصراع ، مما يولد التوترات. السياسية والاقتصادية ، فضلا عن إحداث العديد من التغييرات في أسعارها ، والحاجة إلى البحث عن مصادر بديلة الوقود.
أنت الوقود الحيوي - المنتجات المستخدمة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية - ثبت أنها بدائل فعالة للمشتقات البترولية. واحد منهم هو وقود الديزل الحيوي - يتم الحصول عليها عادة من خلال الزيوت النباتية (مثل فول الصويا وحبوب الخروع والذرة والفول السوداني ، القطن والنخيل وغيرهما) أو الدهون الحيوانية - والتي تتكون من الهيدروكربونات المشبعة سلسلة طويلة.
لكن المصدر الجديد لإنتاج الديزل الحيوي الذي ظهر هو الأعشاب البحرية. يمكن تقسيم الطحالب إلى طحالب كبيرة وطحالب دقيقة. بمعنى إنتاج الوقود الحيوي ، فإن الطحالب الدقيقة، وهي كائنات مائية أحادية الخلية ومجهرية ومُصنّعة ضوئيًا تستخدم الطاقة الشمسية في التمثيل الضوئي وتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية مخزنة.
انظر بعض من فوائد لاستخدام هذا النوع من وقود الديزل الحيوي:
- لا تستخدم الطحالب على نطاق واسع كغذاء.، كما هو الحال مع الذرة وفول الصويا ومصادر الزيوت النباتية الأخرى المستخدمة في إنتاج وقود الديزل الحيوي. وبالتالي ، يمكن أن يكون استخدام الطحالب هو الحل لإنتاج وقود الديزل الحيوي على نطاق واسع ، حيث يمكن أن يقلل بشكل كبير من التأثير على إنتاج الغذاء ؛
- أنهم تنمو بسرعة كبيرة، القدرة على إكمال دورة النمو في غضون أيام قليلة ومضاعفة كتلتها الحيوية عدة مرات في اليوم ؛
- ارتفاع العائد: تحتوي الطحالب الدقيقة على نسبة عالية من الزيت ، وفي بعض الحالات يمكن أن يصل هذا المحتوى إلى 80٪ زيت بالوزن الجاف. يمكنهم إنتاج ما لا يقل عن 30 مرة من الطاقة لكل هكتار أكثر من المحاصيل الأرضية. في ظل الظروف المثلى ، يمكن إنتاج 137000 لتر من الزيت لكل هكتار سنويًا ؛
- إنتاج الطحالب لا تحتاج إلى ملحقات كبيرة مساحة للزراعة.
بالإضافة إلى وقود الديزل الحيوي ، يمكن أيضًا استخدام الطحالب لإنتاج أشكال بديلة أخرى من الطاقة ، مثل الإيثانول ، الهيدروجين والميثان والكتلة الحيوية للاحتراق والتغويز وأشكال أخرى من الهيدروكربونات الوقود.
من بين التقنيات المستخدمة حاليًا لإنتاج الطحالب الدقيقة على نطاق واسع استخدام أحواض المجاري المائية، وهي خزانات كبيرة مفتوحة ، و المفاعلات الحيوية الضوئية أنابيب مغلقة. بعد ذلك ، تمر الطحالب المزروعة بعمليات استخراج زيوتها ومعالجتها.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
الأحواض المستخدمة لزراعة الطحالب الدقيقة على نطاق واسع[1]
مفاعل حيوي ضوئي أنبوبي لاستزراع الطحالب الدقيقة وكائنات التمثيل الضوئي الأخرى [2]
ولكن لماذا إذن لم يتم تعزيز هذا النوع من الإنتاج بعد؟
لا يزال هناك بعض التحديات التي يجب التغلب عليها، راجع أهمها:
- ا كلفة الكتلة الحيوية الطحلبية أغلى من النباتات الأرضية. من الضروري ، على سبيل المثال ، التحكم في معامل الحموضة لوسط الاستزراع ، وإمداد المغذيات ، ومياه البحر ، وثاني أكسيد الكربون ، والضوء ، والحفاظ على درجة الحرارة حول 20-30 درجة مئوية ؛
- فشل الإنتاج على نطاق واسع في الأنظمة الخارجية بسبب صعوبات التطبيق ؛
- يمكن أن تظهر الأنواع الغازية في أحواض الاستزراع.
- إن المستويات العالية من الأحماض الدهنية واليود الموجودة في الطحالب تجعل عدة خطوات تنقية ضرورية ، مما يجعل إنتاجها أكثر تكلفة. عند المقارنة بإنتاج وقود الديزل الحيوي من زيت فول الصويا ، نرى أن تكلفة إنتاج الزيت من الطحالب أعلى بحوالي 20 مرة ؛
- تتميز بعض مزارع الطحالب الدقيقة بكثافة عالية ، لذلك يصعب على الضوء اختراقها ؛
- تظل طرق الاستخراج باهظة الثمن وهناك صعوبات في تجفيف الطحالب لاستخراج الزيت.
وقد حال هذا دون ظهور الصناعات التي تنتج وقود الديزل الحيوي من الطحالب على نطاق واسع. من المهم أن يتم تطوير الحلول لتحسين أنظمة إنتاج واستخراج النفط من الطحالب وكذلك طرق الدراسة لاكتشاف أنواع الطحالب الأنسب لهذا المورد. طاقة.
* الائتمان التحريري للصور:
[1]: يناير B46/ ويكيبيديا كومنز
[2]: IGV Biotech / ويكيبيديا كومنز
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ بحث:
فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "الطحالب وقود الديزل الحيوي" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/biodiesel-algas.htm. تم الوصول إليه في 27 يوليو 2021.
كيمياء
اكتشف بعض مصادر الطاقة النظيفة ، مثل: الرياح ، والطاقة الشمسية ، والمد والجزر ، والطاقة الحرارية الأرضية ، والهيدروليكية ، والنووية ، والوقود الحيوي.
