Language
Country/Area
No result found
من الكحول إلى الوقود: ولكن كيف تصبح الكحولات الخيار الأفضل للوقود الحيوي في المستقبل؟
لا يمكن استخراج الوقود الكحولي من الموارد المتجددة فحسب، بل يتمتع أيضًا بكثافة طاقة عالية.
الإيثانول والأسيتون والبيوتانول: عملية تخمير ABE
تستخدم عملية التخمير الإيثانول-الأسيتون-البيوتانول (ABE)، المعروفة أيضًا باسم عملية فيزمان، البكتيريا اللاهوائية لتحويل الكربوهيدرات إلى أسيتون وبيوتانول وإيثانول. تم تطوير هذه التكنولوجيا لأول مرة من قبل الكيميائي زيم فايتسمان وتم استخدامها لإنتاج مواد الذخيرة اللازمة خلال الحرب العالمية الأولى.
على غرار تخمير السكريات بواسطة الخميرة لإنتاج الإيثانول، يتم إجراء تخمير ABE بواسطة الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية تمامًا. تنمو هذه الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك Clostridium acetobutylicum الأكثر شيوعًا، في بيئة خالية من الأكسجين وتقوم بالتخمير لإنتاج هذه المذيبات المفيدة. في هذه العملية، يتم توليد نسبة المذيبات وهي ثلاثة أجزاء من الأسيتون، وستة أجزاء من البيوتانول، وجزء واحد من الإيثانول. الخلفية التاريخيةولكن الإنتاج البيولوجي للكحول تم لأول مرة في عام 1861 من قبل لويس باستور. وفي وقت لاحق، اكتشف عالم الكيمياء الحيوية النمساوي فرانز ساردينجر طريقة لإنتاج الأسيتون في عام 1905، وقام بتطوير عملية تخمير البوتانول باستخدام نشا البطاطس في عام 1910. مع اندلاع الحرب العالمية الأولى، تم تصنيع عملية التخمير ABE في عام 1916 وتم توسيعها بسرعة إلى الولايات المتحدة والمملكة المتحدة.
يرتبط ظهور هذه التكنولوجيا ارتباطًا وثيقًا بالوضع الدولي، حيث زاد الطلب على الكحول بشكل حاد.
محاولات التحسين
مع مرور الوقت، أصبحت عملية تخمير ABE أقل جدوى اقتصادية بسبب المنافسة مع البتروكيماويات. ولإحياء التكنولوجيا، يركز العلماء على زيادة الإنتاجية وخفض التكاليف. وتشمل هذه الاستراتيجيات استخدام المواد الخام غير المكلفة مثل نفايات السليلوز اللجنوسي أو الطحالب، والتحقيق في سلالات جديدة متسامحة ولكنها سامة للكحول، وتحسين تصميم مفاعلات التخمير.
لقد أدت الحاجة إلى تعزيز نقاء المنتج إلى ظهور العديد من التقنيات الجديدة، بما في ذلك إزالة الغاز، وفصل الغشاء، والتناضح العكسي.
النظرة الحالية
حاليا، تكتسب عملية تخمير ABE اهتماما متزايدا، وخاصة فيما يتعلق بإمكانية استخدام البيوتانول المتجدد كوقود حيوي، والذي من المتوقع أن يكون مصدرا بديلا للطاقة في المستقبل. ووفقا لوكالة الطاقة الدولية، فإن الوقود الحيوي سوف يمثل 30% من استهلاك الطاقة في النقل بحلول عام 2060.
يمكن استخدام البيوتانول مباشرة في محركات البنزين وتوزيعه عبر خطوط الأنابيب ومحطات الوقود الحالية، مما يجعله خيارًا أكثر جاذبية من الإيثانول التقليدي. علاوة على ذلك، يتوسع نطاق تطبيق البيوتانول، ويتزايد الطلب عليه من إضافات الوقود إلى مذيبات الطلاء.باعتباره موردًا متجددًا، يتمتع البيوتانول بالقدرة على تحويل نظام الطاقة لدينا بسبب كثافته العالية للطاقة وتقلباته المنخفضة.
فمع التركيز العالمي المتزايد على الطاقة المتجددة، هل يصبح البيوتانول قوة مهمة في دفع عجلة التحول في مجال الطاقة؟
