محققی از دانشگاه کاشان با همکاری محققانی از دانشگاه جنووای ایتالیا نانوکاتالیستی را سنتز کرده‌اند که می‌تواند از سوختن مواد زائد طبیعی، گازهای با ارزش افزوده بالاتر تولید کند.
ساخت نانوکاتالیستی برای تبدیل زیست‌توده به گازهای ارزشمند
فرایند ریفرمینگ بخار به روشی اطلاق می‌شود که در آن از سوختن سوخت‌های هیدروکربنی در مجاورت بخار آب، گازهای مفید تولید می‌گردد. این فرایند درون دستگاهی به نام ریفرمر پیش می‌رود که در آنجا بخار در دمای بالا با سوخت فسیلی واکنش می‌دهد. یکی از رایج‌ترین این تجهیزات، دستگاه ریفرمر متان جهت تولید گاز هیدروژن است. استفاده از کاتالیست در فرایند ریفرمینگ بخار موجب افزایش سرعت و بازدهی این فرایند می‌گردد. بهینه‌سازی کاتالیست‌ها با بهره‌گیری از فناوری نانو می‌تواند کارایی این فرایند را هر چه بیشتر افزایش دهد.
دکتر سوده سپهری اهداف طرح را بدین‌صورت تبیین کرد: «هدف از این پژوهش تولید گاز سنتز از مواد زائدی همچون زیست‌توده با استفاده از روش ریفرمینگ بخار و به کمک یک نانوکاتالیست جدید بوده است.»
وی ادامه داد: «استفاده از نتایج این پژوهش در تبدیل زیست‌توده می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ی تولید و در نتیجه کاهش قیمت محصولات گردد. به‌علاوه آلودگی زیست‌محیطی را نیز کاهش دهد.»
سپهری در رابطه با تأثیر استفاده از فناوری نانو بر کارایی نانوکاتالیست‌ها گفت: «با توجه به آنکه واکنش‌های ریفرمینگ از جمله واکنش‌های حساس به ساختار هستند، بنابراین، خصوصیات ساختاری کاتالیست از جمله سطح ویژه، میزان پراکندگی جزء فعال، اندازه‌ی کریستالی و نانوساختار بودن آن تأثیر زیادی بر روی فعالیت و پایداری کاتالیست‌ها دارد. عملکرد یک کاتالیست به‌طور مستقیم متناسب با سطح ویژه‌ی آن است. استفاده از نانوذرات منجر به در دسترس بودن سطح تماس وسیعی بین ماده‌ی فعال کاتالیستی و فاز گاز می‌شود. بدین‌صورت تضمین می‌شود که ماده‌ی کاتالیستی به خوبی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین نانومقیاس بودن کاتالیست موجب پایداری آن از طریق جلوگیری از تشکیل کک می‌شود.»
در این پژوهش نانوذرات کاتالیستی نیکل بر پایه‌ی آلومینا با استفاده از روش تلقیح مرطوب نیترات نیکل بر پایه‌ی آلومینای تجاری به دست آمده‌است. سپس از این نانوذرات جهت ریفرمینگ بخار مواد حاصل از زیست توده در دماهای مختلف استفاده شده است. همچنین در هر مرحله کلیه محصولات جانبی شناسایی و اثر حضور واکنشگر ثانویه بر میزان تبدیل هر یک از واکنشگرها بررسی شده است.
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، نانوکاتالیست نیکل بر پایه‌ی آلومینا در غیاب سولفور و در دمای بالاتر از ۷۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد قابلیت تبدیل مواد آلی حاصل از زیست‌توده به گاز سنتز را داراست.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سوده سپهری و دکتر سحر چیت‌سازان و همکارانشان از دانشگاه جنووای ایتالیا است. نتایج این کار در مجله‌ی Applied Catalysis B: Environmental (جلد ۱۸۷، سال ۲۰۱۶، صفحات ۳۸۶ تا ۳۹۸) به چاپ رسیده است.
