استخراج سوخت زیستی کم ­انرژی و سریع از ریزجلبک

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، این مطالعه در دانشگاه کوماموتو به رهبری حمید حسینی و همکاری بهاره حسینی و دیگر محققان انجام شد.  

دیزل سوختی که از ریزجلبک استخراج می­‌شود، به عنوان جایگزینی برای سوخت­‌های فسیلی مایع در حال تبدیل­ شدن به عنصر مهمی در حوزه انرژی زیستی است.

 این ماده هنگام سوختن به همان اندازه نفت دی­‌اکسیدکربن آزاد می­‌کند، با این حال، چون دی­‌اکسیدکربن آزاد شده از دیزل زیستی به تازگی توسط فتوسنتز از جو حذف شده، این ماده گاز گلخانه­‌ای را افزایش نمی­‌دهد.

تحقیقات انجام شده نشان داده­ ریزجلبک­‌ها درصد بالایی از توده زیستی ­خود را به نفت قابل استفاده تبدیل می­‌کنند.

در حال حاضر یکی از بزرگ­ترین موانع در جایگزین­ کردن دیزل توسط دیزل زیستی هزینه تولید آن است. سوخت­‌های فسیلی هنوز ارزان­تر از سوخت­‌های زیستی­‌اند بنابراین دانشمندان به دنبال ارائه پیشرفت­‌های مهم در کارآیی بهتر و به صرفه­‌تر فرآیند تولید دیزل زیستی هستند.

به تازگی محققان دانشگاه کوماموتو تلاش‌­هایی را برای کاهش دادن هزینه تولید دیزل زیستی صورت داده‌­اند.

حمید حسینی و تیم علمی­ از میدا­ن­های الکتریکی پالسی (PEF) برای استخراج کردن هیدروکربن­‌ها از ریزجلبک استفاده کردند. یک میدان الکتریکی پالسی میلی یا میکروثانیه­‌ای معمولا برای ضعیف­ کردن دیواره­‌های سلولی و افزایش نفوذپذیری به کار می­‌رود که این امر استخراج عناصر موجود در داخل سلول را ممکن می­‌کند.

با این حال دانشمندان دانشگاه کوماموتو از یک میدان الکتریکی پالسی نانوثانیه­‌ای (nsPEF) برای متمرکز کردن آن بر روی ماتریس ریزجلبک (به جای سلول) بهره بردند. در مقایسه با میدان­‌های الکتریکی پالسی میلی یا میکروثانیه­‌ای، یک میدان الکتریکی نانوثانیه­‌ای حتی در ولتاژهای بالا از انرژی کمتری استفاده می­‌کند و مانند شیوه­‌های سنتی استخراج نفت هزینه­‌بر یا مخرب نیست.  

محققان با استفاده از nsPEF  چندین آزمایش را روی ریزجلبکی موسوم به Botryococcus braunii (Bb) انجام دادند تا میدان الکتریکی بهینه، میزان انرژی مورد نیاز و همچنین فرکانس تکرار پالس برای استخراج هیدروکربن را تعیین کنند. آن­ها در نهایت موفق به استخراج سوخت زیستی، سریع و پایدار از ریزجلبک شدند.

 همچنین مشخص شد فرکانس پالس تقریبا هیچ تاثیری بر روی درصد استخراج نداشت. این بدین معناست که می­‌توان به سرعت مقادیر بالای هیدروکربن را برای سامانه‌­های صنعتی و بزرگ استخراج کرد.

حمید حسینی گفت: شیوه جدید تا حدودی غیرمخرب هست و ریزجلبک­‌ها قادرند پس از پایان فرآیند استخراج، کلونی­‌هایشان را بازسازی کنند.

دانشمندان امیدوارند این فناوری، تولید سوخت زیستی را به عنوان منبع انرژی پاک مناسب ارتقا دهد.

جزئیات این مطالعه در نشریه Biotechnology for Biofuels قابل مشاهده است.