1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • مدیریت بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمینه استاندارد سازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

افزایش بازده تولید بیوگاز از پسماند‌های کشاورزی با کمک نانوذرات

موضوع : علم و پژوهش کلمات کلیدی : نانوفوتوکاتالیست - انرژی پاک - دی اکسید تیتانیوم TiO2 تاریخ خبر : 1396/05/15 تعداد بازدید : 224

پژوهشگر دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شد با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، بازده تولید بیوگاز از پسماند کشاورزی باگاس را افزایش دهد. این سوخت‌ها می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی شده و برای تأمین انرژی اتومبیل‌های گازسوز به کار گرفته شوند. در حال حاضر این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است.

امید جعفری- کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی اصفهان- درباره این طرح گفت: «یکی از مسائل مهم در تولید سوخت‌های تجدیدپذیر، افزایش بازده تولید است. لذا در این طرح تلاش شد تا با کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، بازده فرایند تولید بیوگاز از پسماند کشاورزی باگاس (پسماندهای نیشکر) افزایش یابد.»
به گفته‌ی این محقق، استفاده از نانوذرات سبب افزایش بازده تولید بیوهیدروژن و بیوگاز شده است. این دو سوخت به عنوان یکی از مهم‌ترین سوخت‌های مورد استفاده در پیل‌های سوختی‌ اتومبیل‌های گاز سوز به شمار می‌روند. وی در ادامه افزود: «صرف نظر از کاربردهای بیان شده، می‌توان از دیگر پیامدهای مثبت این طرح را کاهش بازمانده‌های کشاورزی از جمله باگاس دانست. امروزه باگاس در کارخانه‌های قند به صورت سیلو انبار و سوزانده می‌شود که علاوه بر مشکلاتی که به صورت دوده و غبار برای محیط زیست ایجاد می‌کند، باعث اتلاف هزینه و زمان نیز هست.»
جعفری مزیت‌های کاربرد نانوذرات انتخاب شده در فرایند تولید سوخت را بدین شرح بیان کرد: «استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم، ساختار به شدت بلوری و سلولزی جامد باگاس، در کنار یک پیش فرآوری متداول ( همانند اسیدی- بازی) باعث شد تا دمای فرایند کاهش یابد. همچنین غلظت اسید یا باز مصرفی نیز، که عمدتاً باعث تخریب دستگاه‌ها و افزایش هزینه‌ها می‌شود، در حضور نانوذرات کاهش یافت. از طرفی زمانی که در تولید بیوگاز از پیش فرآوری‌های متداول استفاده می‌شود، ترکیبات جانبی تولید می‌شود که در مراحل بعدی باعث تخریب زیست توده‌ها شده و به شدت بازده نهایی تولید پیوسته‌ی بیوگاز و بیوهیدروژن را کاهش می‌دهد. این در حالی است که وجود نانوذرات دی اکسید تیتانیوم باعث تخریب فرآورده‌های جانبی از جمله فنول‌ها می‌شود که باعث افزایش بازده تولید بیوگاز و بیوهیدروژن نهایی می‌گردد.»
به گفته‌ی جعفری، در این طرح از آزمون‌های TS و VS به عنوان سنجش جامدات کل و جامدات فرار، آزمون NREL برای تعیین میزان ترکیب درصد کربوهیدارت و ویژگی‌های شیمیایی خوراک و محصول و همچنین از آزمون‌های کیفی XRD و FTIR جهت تعیین اثرات پیش فرآوری توسط نانوذرات دی اکسید تیتانیوم- اسیدی بر روی کریستالینیتی جامدات خوراک اولیه استفاده شده است. از دستگاه سنجش گازی GC به عنوان یک آنالیزور گازی برای ارزیابی‌ گازهای تولیدی هر مرحله و درصد کیفیت آن‌‌ها نسبت به محصولات جانبی و از میکروسکپ SEM برای بررسی ویژگی‌های نانوذرات و جامدات پیش فراوری شده‌ی نهایی استفاده شده است.
همانطور که در ابتدا اشاره شد، از روش‌های جدید تولید انرژی، استفاده از زیست توده‌هاست. این روش به چند روش اصلی مانند سوزاندن، تولید بیو اتانول، تولید گاز مصنوعی ترمو شیمیایی و بیوگاز تقسیم می‎شود. بیوگاز، که از روش تخمیر بی‌هوازی زیست توده به دست می‎آید، به مجموع گازهای دی اکسید کربن (45-35) ، متان (56-55) و مقدار جزئی از گازهای دیگر نظیر سولفید هیدروژن و بیوهیدروژن اطلاق می‌شود. ارزش حرارتی بیوگاز از متان خالص بیشتر است و دارای ارزش حرارتی معادل 6 کیلووات ساعت بر مترمکعب است. از طرفی بیوگاز دارای اثرات مثبت زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی فراوانی است که می‌توان به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، حفظ جنگل‌ها و مراتع با جلوگیری از توسعه محل دفع زباله، تولید کودهای آلی و اصلاح خاک اشاره کرد.
این تحقیقات از همکاری مهندس امید جعفری- کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی اصفهان- و دکتر حمید زیلویی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان- به دست آمده است. نتایج این کار در مجله‌ی Bioresource Technology با ضریب تأثیر 5/651 (جلد 214، سال 2016، صفحات 670 تا 678) به چاپ رسیده است.
مقالات آموزشی مرتبط