از درشت جلبک های مضر دریای خزر تا تولید سوخت های زیستی

جمعی از دانشجویان و پژوهشگران ایرانی در پروژه ای که به منظور تولید هیدروژن و سوخت های زیستی باارزش از جلبک های دریای خزر انجام گرفت، متوجه خواص ویژه اعم از سطح مقطع بالا و درصد بالای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در ساختار خاکستر این گونه دریایی شدند.

این خواص موجب شد تا به بررسی تأثیر خاکستر جلبک  بر روی تولید هیدروزن و محصولات مایع طی فرآیند گازی سازی در محیط آب فوق بحرانی و پیرولیز که از موثرترین فناوری های تبدیلی زیست توده است، پرداخته شود.

با انجام آزمایش های متعدد، مشاهده شد که اضافه کردن خاکستر جلبک به خود جلبک طی فرآیند گازی سازی و پیرولیز، موجب افزایش سرعت واکنش و ارتقای تولید هیدروژن و برخی فرآورده های مایع از جمله فنول می‌شود.

این اثر به علت وجود حفره های منظم و در تعداد بالا در ساختار خاکستر و همچنین وجود فلزات قلیایی و قلیایی خاکی بود. فرآیندهای گازی سازی و پیرولیز که از مهم ترین فرآیندهای ترموشیمیایی تبدیل زیست توده به محصولات گازی و مایع هستند، معمولاًبرای بالا رفتن بازده تبدیل و ارتقای تولید محصولات در حضور کاتالیزور انجام می شوند اما تا به امروز در جهان عموماً از کاتالیزورهای فلزی که از فلزات واسطه در فاز فعال و مواد متخلخل به عنوان پایه بهره گرفته می‌شود، استفاده می‌شود اما این کاتالیست ها مراحل پیچیده و پرهزینه‌ای را برای تولید پشت سر می‌گذارند.

این پژوهش برای اولین بار در جهان یک ماده طبیعی و زیست تجدیدپذیر را به عنوان جایگزینی مناسب برای کاتالیزورهای مورد استفاده حال حاضر جهان ارائه کرده است که در صورت توسعه این روش و تثبیت آن در ابعاد صنعتی می تواند گامی مهم در فناوری های تبدیل زیست توده باشد.

امید نوروزی، محقق جوان دانشگاه تهران، درخصوص علت انتخاب ماکروجلبک های دریای خزر برای تولید سوخت و مواد شیمیایی ارزشمند گفت: با افزایش آلودگی های دریای خزر که بخش عمده آن مربوط به مواد نفتی، آفت‌کش ها، سموم کشاورزی، عناصر سنگین و فاضلاب های خانگی است، محیط برای رشد درشت جلبک‌ها فراهم آمده که خود منجر به مشکلات زیست محیطی از قبیل کاهش اکسیژن آب و در نتیجه مرگ و میر گیاهان و جانوران  می‌شود.

وی افزود: بسیاری از سواحل دریای خزر که همه ساله گردشگران زیادی به این مناطق سفر می‌کنند در حال تبدیل شدن به محیطی برای رشد این جلبک‌های مضر شده است. بنابراین برای حل این مشکل زیست محیطی و اقتصادی، تعیین و معرفی یک روش صنعتی برای استفاده از این جلبک ها بسیار ضروری بود.

فرید صفری، محقق برتر سال 95-96 دانشگاه علوم تحقیقات درخصوص امکان صنعتی شدن این فناوری و بومی سازی آن گفت:برای ارتقا این طرح از مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت به واحدهای صنعتی، با بررسی پارامترهای عملیاتی و طراحی مقدماتی فرآیند به نتایج امیدوارکننده ای رسیدیم و امیدواریم در آینده ای نه چندان دور حامل خبرهای خوشی برای جامعه علمی و مهندسی و مردم باشیم.

نتایج حاصل از این پروژه در دو مقاله در مجله Bioresource technology" " که از معتبرترین مجلات جهان در این حوزه به شمار می آید منتشر شده است.

این تحقیق نتیجه زحمات امید نوروزی دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی کاربردی دانشگاه تهران و فرید صفری دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات با همراهی سید ساجده جعفریان دانشجوی دکتری شیمی کاربردی دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر احمد توسلی استاد دانشگاه تهران است.