استفاده از قندهای گیاهی برای تولید پلاستیک

اعتمادآنلاین| ابداع جایگزین‌هایتجدیدپذیر و گیاهی برای مواد شیمیایی نفتی، بخش مهمی از فعالیت‌هایی که در زمینه فاصله گرفتن از سوخت‌های فسیلی انجام می‌شوند، در بر می‌گیرد. پژوهشگران سعی دارند با این فعالیت‌ها، سوختی بادوام و سازگار با محیط زیست ارائه دهند اما سیستم‌های صنعتی کنونی که برای این هدف ساخته شده‌اند، خطرات بسیاری را در بر دارند که تجاری شدن آنها را به چالش قابل توجهی دعوت می‌کند.

به گزارش فیز، گروهی از پژوهشگران «مرکز پژوهش انرژی گریت لیکز»(GLBRC) و «دانشگاه ویسکانسین- مدیسن»(UW-Madison) آمریکا در پژوهش جدید خود، روش مقرون به صرفه و کارآمدی را برای تولید یک ماده شیمیایی گیاهی موسوم به «هیدروکسی‌متیل‌فورفورال»(HMF) ارائه دادند. HMF، یک ماده تطبیق‌پذیر است که نقش مهمی در تولید انرژی تجدیدپذیر دارد.

«علی حسین موتاگاموالا»(Ali Hussain Motagamwala)، سرپرست این پژوهش گفت: ما فرآیندهای مورد استفاده را با هم ترکیب کردیم تا خطرات ابتدایی این فناوری را کاهش دهیم و قابل اطمینان بودن آن را ثابت کنیم.

از روش HMF می‌توان برای ابداع مواد شیمیایی، پلاستیک و سوخت‌های بسیاری استفاده کرد. HMF، انتخاب خوبی برای تجاری‌سازی سیستم‌های حوزه انرژی خواهد بود زیرا بسیاری از محصولات موجود در بازار، از این ماده ساخته می‌شوند.

تاکنون استفاده از HMF به خاطر هزینه بالای آن محدود بود. در حال حاضر، قیمت پلاستیک‌های زیستی به خاطر فرآیند ساخت آنها، نسبت به پلاستیک‌های نفتی بیشتر است.

پروفسور «جیمز دامستیک»(James Dumesic)، استاد مهندسی شیمی و از نویسندگان این پژوهش که بیش از دو دهه به بررسی در مورد تولید HMF از قندهای گرفته شده از زیست‌توده‌ها پرداخته گفت: ما چندین سال است که می‌دانیم HMF، یک پلتفرم مولکولی است که ظرفیت قابل توجهی دارد اما ارائه روش کم‌هزینه‌ای برای تولید این ماده از منابع پایدار کربوهیدرات، چالش بزرگی به شمار می‌رود. ما در پژوهش ابتدایی خود، کاربرد سیستم‌های حلال خاصی را بررسی کردیم که HMF را از شهد میوه تولید می‌کنند.

موتاگاموالا ادامه داد: حلال‌ها معمولاً هزینه بالایی دارند و جداسازی آنها از محصول نیز فرایندی پرهزینه است. ما در این پژوهش نشان داده‌ایم که می‌توانیم با کمک یک سیستم حلال ارزان قیمت، HMF را به مقدار زیاد - نزدیک به 95 درصد- تولید کنیم.

وی افزود: یکی از بهترین نکات در مورد فرآیند جدید ما این است که عملکرد همه واحدها، ساده است و در حال حاضر در صنعت به کار گرفته می‌شود؛ در نتیجه به سرمایه کمتری نیاز دارد و خطر کمتری نیز با آن همراه است.

پژوهشگران در این پروژه نشان دادند که چگونه می‌توان در این فرآیند از گلوکز استفاده کرد. دلیل انتخاب آنها این بود که گلوکز را می‌توان از زیست‌توده‌ها تولید کرد تا هزینه آن کمتر و دوام آن بیشتر باشد. در هر حال، تولید HMF از گلوکز، به یک مرحله پردازشی و زیرساخت بیشتر نیاز دارد.

این پژوهش، در مجله «Energy and Environmental Science» به چاپ رسید.

منبع: ایسنا