هیدروژن از زباله
۱۵ آبان ۱۳۸۸ • دسته: بايگاني مقالات
محققان مرکز علمی روسی «انستیتوی کورچاتوف» فناوریهای به دست آوردن هیدروژن از فضولات جامد معیشتی را طراحی و عرضه میکنند. طبق برآوردهای آنها، از ۱ تن زباله می توان ۱۰۰ کیلوگرم هیدروژن به دست آورد. رهایی از زباله و به دست آوردن انرژی. در حال حاضر هر دو مسأله مبرم مذکور میتوانند همزمان حل شوند. فناوریهای مرکز علمی روسی «انستیتوی کورچاتوف» امکان می دهد با یک تیر دو هدف زده شود. سخن از دستگاههای تبدیل زباله میرود که به صورت امن برای محیط زیست، بدون دود و فضولات مضر می توانند زباله را تبدیل کنند و همزمان انرژی تولید نمایند. ایگور گوریاچف معاون مدیر انستیتوی فناوریهای بالای ماشینسازی تجربی «انستیتوی کورچاتوف» گفت:
در کوره به هنگام سوزاندن زباله به وسیله دستگاه پلازموترون، درجه حرارت بسیار بالایی ایجاد میشود. در داخل پلازموترون حرارت معادل ۱۲-۱۰ هزار درجه است و در منطقه عکسالعمل شیمیایی حدود ۱۵۰۰-۱۲۰۰ درجه. در این شرایط همه مواد از هم میپاشند. به عبارت دیگر، تجزیه همه ترکیبات شیمیایی صورت میگیرد. یکی از مزایای این روش آن است که احتیاجی به جداسازی مقدماتی انواع مختلف زباله ایجاد نمیشود. مهم نیست چه چیز داخل کوره انداخته شود زیرا هر مادهای به اتمها تجزیه میشود. این فناوری از نظر زیست محیطی آلاینده نیست. به هنگام سوزاندن عادی فضولات، مواد سمی خطرناکی به وجود میآیند که نام آنها «دیوکسین» و «فوران» است. تصفیه آنها به تجهیزات پیچیدهای نیاز دارد که بهای آنها تقریباً بیش از هزینه ساخت تمام کارخانه است. ولی در کوره ما که از حرارت بالایی استفاده میکند. ماده دیوکسین ایجاد نمیشود زیرا در این شرایط حرارتی، دیوکسین هم تجزیه میشود.
در نتیجه این گونه فرآوری فضولات گاز آتشکافت شدهای به وجود میآید که خود یک نوع سوخت است. می توان از آن با راندمان خوبی در نیروگاههای حرارتی برای تولید نیروی برق استفاده کرد.
ولی این گاز دربرگیرنده عناصر گوناگونی اعم از هیدروژن، اکسید کربن، متان و مواد کربنی دیگر است. یادآوری میشود که در حال حاضر هیدروژن به عنوان منبع آیندهدار انرژی تلقی میشود که باید در آینده جای منابع انرژتیک سنتی را بگیرد.
محققان «انستیتوی کورچاتوف» پیشنهاد میکنند که فرآوری در سه مرحله انجام شود. مرحله اول مخصوص استخراج هیدروژنی است که در ماده اولیه نهفته شده است. به این منظور دستگاه غشایی نصب میشود که فقط هیدروژن را راه می دهد و سایر مواد را رد می کند. گفتنی است که هم اکنون آمریکاییها با استفاده از این فناوری از یک تن زباله، ۶۰-۵۰ کیلوگرم هیدروژن استخراج می کنند.
محققان روس گام بلندتری برداشتند تا اکسید کربن را به هیدروژن تبدیل کنند. به این منظور یک فناوری دیگر موسوم به «تبدیل به وسیله بخار» طراحی شد. اکسید کربن با استفاده از کاتالیزر با آب عکس العمل نشان میدهد که در نتیجه آن گاز اسید کربنیک و هیدروژن تولید میشود. بدین وسیله می توان حد اکثر ۱۰۰ کیلوگرم هیدروژن به دست آورد.
محققان روس معتقدند که مرحله سوم هم می تواند عملی شود و آن فرآوری مواد هیدروکربنی دیگر گاز آتشکافت شده (مانند متان)است. نام این پروسه شیمیایی، «بازسازی مواد هیدروکربنی» است. در این صورت ۱۶۰-۱۴۰ کیلوگرم هیدروژن تولید میشود. این ماده می تواند از جمله به عنوان سوخت خودرو مورد استفاده قرار گیرد.

امتیازات این فناوریها بر کسی پوشیده نیست. به چند رقم در این زمینه توجه فرمائید. برای به دست آوردن ۱۰۰ کیلوگرم هیدروژن از گاز طبیعی، که رایجترین راه تولید صنعتی این نوع سوخت ارزنده است، باید بابت مواد خام ۱۲۰-۱۰۰ دلار پرداخت که قیمت گاز طبیعی مرتباً در حال رشد است. ولی در صورت استفاده از فناوری مذکور احتیاجی به پرداخت پول بابت مواد خام نیست. بر عکس، در بسیاری از کشورها شهرداریها خودشان به کارخانههای فرآوری زباله بابت یک تن زباله ۱۵۰-۱۰۰ دلار میپردازند. ایگور گوریاچف این روش تولید هیدروژن را بسیار امیدبخش محسوب میکند.
- یک خانواده متوسط چهارنفری اروپایی یا آمریکایی سالی ۴۵۰-۴۰۰ کیلوگرم زباله معیشتی تولید میکند. در صورت کاربرد فناوری ما، می توان از این مقدار زباله هیدروژن کافی برای طی فاصله ۲۵ هزار کیلومتری را تولید کرد که بدین وسیله نیازهای سالیانه یک خانواده به سوخت خودرو تأمین خواهد شد. اگر هم خودرو از باطری سوختی استفاده کند، می تواند با همین مقدار سوخت ۶۰-۵۰ هزار کیلومتر را طی کند. آیا می توانیم تصور کنید که یک خانواده با استفاده از زباله خود می تواند طی یک سال از اتومبیلی که محیط زیست را آلوده نمی کند، استفاده کند؟ این هدفی است که بشریت باید به آن دست یابد.
این فناوری تا کنون به صورت جامع هیچ جا عملی نشده است. ولی واحدهای جدید تبدیل زباله هم اکنون در روسیه فعالیت میکنند. علاوه برآن، متخصصین «انستیتوی کورچاتوف» ساخت کارخانه پلاسمایی تبدیل زباله اسراییل را تکمیل میکنند. ایگور گوریاچف در خاتمه میگوید: فناوری استخراج هیدروژن از گاز آتشکافت شده به خوبی طراحی شده است. و حالا باید این دو فناوری را با هم مرتبط کرد و از آنها بهره گرفت.


