فناوری های پاکی که در آلودگی هوا ناپدید می شوند

باغ من: در حالی از تعطیلی مدارس و دانشگاه ها و ادارات بعنوان راهکاری برای کاهش میزان آلاینده های هوا یاد می شود که در سال های اخیر پژوهشگران شرکت های دانش بنیان به فناوری هایی رسیدند که کاربردی شدن آنها می تواند مسؤولان را در کنترل آلاینده های هوا یاری کند و این محصولات از تولید سوخت پاک تا تولید نانو ماسک ها برای تنفس امن می شود.
به گزارش باغ من به نقل از ایسنا، هوا یکی از پنج عنصر ضروری برای ادامه حیات انسان است. هر فرد روزانه حدود ۲۲ هزار بار تنفس می کند و حدودا به ۱۵ کیلوگرم هوا در روز نیاز دارد و این نیاز به حدی است که معمولا انسان می تواند به مدت ۵ هفته بدون غذا و به مدت ۵ روز بدون آب زنده بماند؛ ولی نمی تواند بدون هوا حتی ۵ دقیقه زنده بماند. بااینکه هوا در سطح زمین به فراوانی موجود و قابل دسترس است؛ اما به سبب توسعه شهری و صنعتی هوای امروز شهرها حاوی مقادیر زیادی ناخالصی است.
برمبنای اعلام شرکت کنترل کیفیت هوای تهران در روز شنبه، ۹ آذر با شرایط جوی پایدار و انباشت آلاینده ها، کیفیت هوای پایتخت ناسالم پیش بینی می شود. برمبنای اعلام این شرکت، کیفیت هوای ۲۴ ساعت گذشته پایتخت با شاخص میانگین ۱۴۳ در شرایط ناسالم برای گروه های حساس قرار داشته و پس از وزش باد، الان با شاخص میانگین ۱۰۷ همچنان در شرایط ناسالم برای گروه های حساس است.
در چنین شرایطی است که مسؤولان یادی از فناوری های پاکی می کنند که در طول سال با بی مهری مواجه می شوند. این فناوری ها علاوه بر آنکه می توانند مشکل آلودگی سوخت دیزلی را از بین ببرند، از خروج گازهای سمی از اگزوز خودرو ها می کاهد. نمونه های این فناوری ها به این شرح است:
سوخت های پاک برای موتورهای دیزلی
پژوهشگران پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی و دانشگاه محقق اردبیلی در تحقیقات خود موفق به توسعه تلفیقی از آب، سوخت دیزلی و نانوذرات شدند که استفاده از آن بعنوان سوخت موتورهای دیزلی، آلایندگی این موتورها را می کاهد.
یکی از بزرگترین چالش های بخش حمل و نقل، رعایت استانداردها و قوانین سخت گیرانه مربوط به انتشار گازهای آلاینده است که به منظور حفاظت از محیط زیست وضع شده اند؛ چونکه صنعت حمل و نقل مسؤول تولید بیشتر از ۲۵ درصد گازهای گلخانه ای در جهان است.
دکتر میثم طباطبائی با اشاره به اینکه احتراق سوخت حاوی نانوذرات اکسید سریم سبب کاهش قابل توجه گازهای آلاینده می شود، تصریح کرد: از دیدگاه سازوکار، حضور نانوذرات سریم اکسید در ترکیب سوخت سبب کاهش تشکیل رسوبات ترکیبات کربنی بر روی جداره سیلندر شده که این مساله کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک را به دنبال دارد.
این عملکرد کاتالیستی سریم اکسید، سبب کاهش تأخیر در اشتعال می شود؛ بدین جهت احتراق به صورت کامل تری صورت خواهد گرفت و گازهای آلاینده کاهش پیدا می کند.
این محقق با اشاره به اینکه در تحقیق حاضر نقش همزمان آب و نانوذرات سریم اکسید در ترکیب سوختی دیزل/بیودیزل مورد ارزیابی قرار گرفت، اشاره کرد: برای این منظور سوخت دیزل/بیودیزل حاوی درصدهای مختلف وزنی ۳، ۵ و ۷ درصد آب و همین طور ۹۰ ppm نانوذرات سریم اکسید تهیه شده و عملکرد آن هم از منظر بازدهی و هم از منظر آلایندگی مورد مطالعه قرار گرفت.
بگفته وی، برمبنای نتایج به دست آمده، ترکیب سوختی حاوی ۳ درصد آب و ۹۰ ppm نانوذرات سریم اکسید هم از لحاظ بازدهی و هم از لحاظ آلایندگی در بهینه ترین شرایط قرار دارد.
علاوه بر آن پژوهشگران پارک فناوری پردیس، نانو افزودنی برای موتورهای دیزلی ارائه کرده اند که بگفته آنها قادر به کاهش ۷۰ درصدی آلاینده های سوخت دیزل خواهد شد؛ ضمن آن که قابل استفاده برای سوخت هایی با مقادیر زیادی گوگرد است.
محمدصادق اسماعیلی، مجری طرح با اشاره به اینکه این نانو افزودنی با بهبود پروسه احتراق در موتور، سبب کاهش مصرف سوخت در موتورهای دیزلی خواهد شد، افزود: سرعت واکنش در موتورهای دیزلی بسیار آهسته است و این محصول بوسیله افزایش میزان اکسیژن، سرعت واکنش را بیشتر می کند و از این طریق سوخت بهتر می سوزد.
استفاده از این افزودنی سبب کاهش مصرف دیزل می شود، به شکلی که بسته به نوع موتور دیزل و سوختی که استفاده می شود، بین ۵ تا ۲۰ درصد مصرف دیزل را می کاهد. این محصول قادر می باشد کلیه آلاینده های سوخت دیزل را به نسبت های مختلف تا ۷۰ درصد کم کند.
یکی از موضوعات مطرح دراین زمینه ذرات کمتر از ۲.۵ میکرون است که شامل “دوده” می شود و با مصرف این افزودنی در خودرو های دیزلی، تا ۲۵ درصد موجب کاهش این ذرات خواهد شد.
این محصول در کلیه خودرو های دیزلی، صنایع حمل و نقل و کشتیرانی، نیروگاه های برق، راه آهن و هرجا که سوخت دیزلی استفاده می شود، قابل مصرف است. استفاده از این افزودنی سبب کاهش هیدروکربن های نسوخته (HC) به میزان ۷۰ درصد، دی اکسید کربن (CO2) به میزان ۲۵ درصد و دوده تا ۲۵ درصد خواهد شد.
تولید پاک ترین بنزین با عدد اکتان ۱۰۰ از پسماندهای پالایشگاهی
پژوهشگران یکی از شرکت های مستقر در پارک علم و فناوری خراسان شمالی با استفاده از پسماندهای پالایشگاه ها و راکتور ممبرین ها به پاک ترین بنزین با عدد اکتان ۱۰۰ رسیدند.
دکتر حمیدرضا برقی، مجری طرح در این زمینه اظهار داشت: ایزواکتان تولیدشده از پرزهای موجود در ممبرین عبور کرده و خالص سازی می شود و سوخت را به پایه خلوص بنزین تا ۹۶ درصد می رساند.
برقی، سوخت تولیدشده را فاقد بو دانست و اظهار داشت: سوخت های رایج از دو منبع تهیه می شود؛ یک منبع آن پالایشگاهی است که از تقطیر نفت به دست می آید و دیگری بنزین های پتروشیمی هستند که بدترین نوع بنزین ها به شمار می روند؛ چونکه به سبب عدم انجام پروسه جداسازی، حاوی تلفیقی از همه مواد سمی و آروماتیک است، بدین جهت عدد اکتان پایینی دارد.
این محقق اشاره کرد: با عنایت به اینکه خودروسازان کشور علاقه ای به سازگاری خودرو های تولیدی خود با سوخت های یورو ۵ و ۴ ندارند؛ بدین جهت پیشنهاد می شود از سوخت هایی استفاده گردد که عدد اکتان بالاتری دارند تا حداقل آلایندگی را ایجاد کند.
ماسک هایی برای تنفس امن
ماسک های نانویی یکی از این محصولات است که با استفاده از نانوالیاف تولید می شوند، این محصول شامل ماسک های ویژه کودکان، ماسک نانویی صنعتی و ماسک نانویی ویژه بزرگسالان است که امکان تنفس امن را به افراد در شرایط آلودگی هوای تهران و ریزگردها می دهد.
ماسک های نانویی ویژه در بخش پزشکی از دیگر محصولات دانش بنیان است که توسط یکی از شرکت های فعال در حوزه نانو تولید و به بازار عرضه شده است. این ماسک های نانویی قادر هستند ذرات آلاینده را حتی در مقیاس های نانومتری جذب کنند.
این ماسک حاوی یک لایه اسپان باند پلی پروپیلن بعنوان لایه محافظ داخلی برای ایجاد حس راحتی پوشش، یک لایه نانوالیاف پوشش داده شده روی لایه اسپان باند بعنوان فیلتر ذرات نانومتری و یک لایه “ملت بلون” بعنوان لایه فیلتر برای ذرات میکرونی است.
نانوماسک های تولید شده همین طور قادر به جلوگیری از ورود عوامل بیماری زا چون باکتری ها و ویروس ها و ورود دیگر عوامل مضر و آلرژی زا به مجرای تنفسی هستند؛ بدین جهت استفاده از این محصولات برای بیماران خاص پیوندی، سرطانی، تالاسمی و دیگر افراد در محیط های پر رفت وآمد خصوصاً کودکان و زنان حامله به منظور جلوگیری از مبتلاشدن به سرماخوردگی و دیگر بیماری های واگیردار تنفسی بسیار مفید خواهد بود.
کاتالیست های نانویی برای تامین هوای پاک
احتراق ناقص و ناخالصی های موجود در سوخت و هوا همچون عوامل آلوده کننده هوا در فصول سرد سال محسوب می شود. در حالت ایده آل باید سیستم احتراق به شکلی طراحی شود که آلاینده های بسیار کمی تولید نماید و این امر با بهره مندی از فناوری های موجود نا ممکن است.
برای رفع این مشکل، یکی از شرکت های صنعتی “مبدل های کاتالیستی مبتنی بر فناوری نانو”به صورت سه منظوره تولید کرده است. این مبدل می تواند تصفیه سه گاز NOx (اکسید نیتروژن)، HC (هیدروکربن) و CO (مونواکسید کربن) را انجام دهد.
پالایش گازهای حاصل از احتراق موتورهای بنزینی یکی از قابلیت های این محصول است، به شکلی که گازهای سمی و آلاینده حاصل از احتراق را به گازهای بی خطر تبدیل می کند. استفاده از این قطعه در خودرو ها و وسایل نقلیه در چند دهه اخیر الزامی شده است.
تولید نانو کاتالیست که قادر می باشد آلاینده های خروجی از اگزوز خودرو را به حداقل برساند، از دیگر محصولات پژوهشگران کشور است. این کاتالیست های نانویی برای هر خودرو بسته به نوع آن، بنزین سوز یا گازسوز بودن و فناوری موتور آنها متفاوت می باشد.
در واقع بخش تحقیق و توسعه این شرکت مطابق شرایط هر خودرو فرمولاسیونی منطبق با شرایط استاندارد برای تولید کاتالیست نانویی درنظر گرفته است.
فیلترهای نانویی خودرو نیز برای بهبود کیفیت هوا از دیگر محصولات تولیدی پژوهشگران کشور است. این فیلترهای هوای حاوی نانوالیاف الکتروریسی شده است که نسبت به فیلترهای معمولی آلودگی های محیط زیست را به صورت شایان توجهی کم می کنند.
این فیلتر ذراتی را که از فیلترهای معمولی عبور می کند، به دام انداخته و هوای پاک تری را وارد محفظه احتراق سوخت خودرو می کند.
یکی دیگر از شرکت های فناور از دیگر تولیدکنندگان فیلتر هوای خودرو است که با استفاده از فناوری نانو، فیلتر هوای خودرو های سواری را به تولید انبوه رسانده است. این فیلترهای نانویی به سبب داشتن لایه نانوالیاف روی سطوح خود، ذرات آلاینده ریز موجود در هوا را به دام انداخته و هوا را بطور کامل تصفیه می کند.
در صورت استفاده از این فیلترها می توان آلودگی هوا را تا ۲۰ درصد و میزان مصرف بنزین را تا ۱۵ درصد کم کرد.
برمبنای آمارها بیشتر از ۷۸ درصد آلودگی هوا مربوط به خودرو های دیزلی است؛ بدین جهت پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان نوعی نانوافزودنی به بازار عرضه نموده که می تواند آلایندگی خودرو های دیزلی را به شدت کم کند. با عنایت به سهم بالای آلودگی هوا توسط موتورهای دیزلی، این محصول می تواند گامی در راه بهبود هوا باشد.
فناوری های پاکی که مورد استقبال قرار نگرفتند
پژوهشگران یکی از شرکت های فناور موفق به تولید موتور سیکلت و خودرو های الکتریکی و پاک شده اند؛ ولی بگفته آنها صنایع خودروساز استقبالی از کاربردی کردن فناوری های کسب شده نکرده اند.
سیامک حجت، مجری طرح با اشاره به توانمندی این شرکت در تولید موتور سیکلت های هیبریدی اظهار داشت: این موتور سیکلت ها سه سوخت هستند که شامل بنزین، گاز CNG و انرژی الکتریکی و در کلاس شهری تولید شده اند و می توانند جایگزین موتور سیکلت های سنتی موجود در کشور شوند.
سیستم رانش و قدرت محرکه این موتور با سیستم برق است و سوخت فسیلی این محصول در حرکت این موتور هیبریدی تاثیری ندارد، بلکه در شارژ باتری موثر است. شتاب صفر تا ۱۰۰ آن نزدیک به ۶ ثانیه صورت می گیرد.
طراحی و ساخت خودرو های الکتریکی از دیگر زمینه های تحقیقاتی این شرکت است و از ۶ سال قبل مجوز تولید خودرو های الکتریکی را از وزارت صنعت، معدن و تجارت دریافت کرده است و تابحال موفق به تولید ۴۰۰ دستگاه خودروی الکتریکی شده اند.
وی درباب محدودیت های کاربردی شدن وسیع این خودرو ها در کشور اظهار داشت: کشور محدودیتی از لحاظ فنی برای تولید این خودرو ها ندارد، ولی متاسفانه صنعت خودروسازی ما صنعت بسته ای است و امکان تولید انبوه این خودرو های پاک را به شرکت های فعال دراین زمینه نمی دهند. در جلساتی که با این شرکت ها داشتیم، استقبال خوبی از توسعه این فناوری ها دارند؛ ولی در عمل خروجی قابل قبولی از آنها مشاهده نمی گردد.
مجری طرح اشاره کرد: از طرف دیگر شرکت های خودروساز داخلی در زمینه تولید خودرو های الکتریکی و هیبریدی ضعیف عمل کردند؛ چونکه این صنعت عموما در کشور مونتاژ است و دراین زمینه با دنیا فاصله داریم.

منبع: باغ من