تويت
اكتشف فريق من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا طريقة لصنع وقود هيدروجيني بأستخدام أسلوب بيولوجي يوفر الكثير من المال والوقت اللازم لأنتاج وقود خالٍ من الانبعاثات الغازية، وتستخدم هذه الطريقة مواد متوفرة بكثرة مثل علف الذرة -سيقان,الكيزان,والقشور- لنتاج الهيدروجين
النتائج الجديدة للفريق ,التي نشرت الاثنين في دورية الاكاديمية الوطنية للعلوم، يمكن ان تساعد في تسريع الوصول واسع النطاق للمركبات التي تعمل بالهيدروجين بطريقة غير مكلفة وانبعاثات الكاربون فيها تكون منخفضة جدًا.
هذا وقال بيرسيفال تشانغ، استاذ في قسم أنظمة الهندسة البيولوجية و كلية الزراعة و علوم الحياة “هذا يعني أننا أظهرنا أهم خطوة نحو اقتصاد الهيدروجين, وانتاج وتوزيع الهيدروجين الاخضر بأسعار معقولة من موارد الكتل الحيوية المحلية.”
و أضاف لوني انغرام مدير مركز فلوريدا للمواد الكيميائية المتجددة والوقود فلوريدا وهو على اطلاع على العمل لكن ليس مرتبط بالفريق “على الرغم من انه صعب التنبؤ التكلفة في هذه المرحلة يمثل هذا العمل نهجاً ثورياً موفرًا العديد من المزايا الجديدة. ”
وقال ايضاً “هؤلاء الباحثون سعوا الى تأكيد نطاق تفكيرنا حول عملية التمثيل الغذائي وكيف انها ستكون المستقبل لانتاج الطاقة البديلة”
اكتشافهم فريد من نوعه ، فعلى عكس طرق انتاج الوقود الهيدروجيني الاخرى التي تعتمد على سكريات مصنعة بنسبة عالية ، استخدم فريق جامعة فرجينيا للتكنولوجيا الكتلة الحيوية القذرة – قشور وسيقان وخاصة نبات الذرة، الأمر الذي سيحمي الأمن الغذائي و لن يؤثر سلبًا على اسعار الحبوب.
هذا لا يقلل فقط المبادئ الاولى لانتاج الوقود فانه يمكن استخدام مصدر للوقود متاح للجميع بالقرب من محطات التجهيز مما يجعل انتاج الوقود مشاريع محلية.
استخدم جو رولين الخوارزمية الجينية مع سلسلة من المعادلات الرياضية المعقدة لتحليل كل خطوة للعملية الانزيمية التي تحلل عيدان الذرة الى ثنائي اوكسيد الكاربون و الهيدروجين، وأكد ايضاً على قدرة هذا النظام على استخدام الجلوكوز والكزيلوز في نفس الوقت مما يزيد سرعة تحرير الهيدروجين على عكس التحولات البيولوجية حيث يمكن ان تستخدم هذه السكريات فقط بالتسلسل وليس في نفس الوقت، مما يضيف التكاليف وقتاً ومالاً .
واحدة من أكبر العقبات لاستخدام الهيدروجين بشكل واسع هي تكلفة رأس المال المطلوب لانتاج الوقود من الغاز الطبيعي في المنشأت الكبيرة، اما توزيع الهيدروجين لمستخدمي المركبات التي تعمل بخلايا الوقود يعتبر تحدياَ رئيساً اخر. .
نموذج رولين قام بزيادة معدلات التفاعل الى ثلاث اضعاف، وتخفيض حجم المنشأة المطلوبة الى حجم محطة وقود مما يقلل من التكاليف المالية المرتبطة بها، اذ ان الطريقة الحالية السائدة لانتاج الهيدروجين هي باستخدام الغاز الطبيعي، وهو غالي السعر و يسبب انبعاث الكربون الاحفوري.
كما زاد الفريق معدلات توليد الانزيمات,معدل التفاعل هذا سريع بما فيه الكفاية لانتاج الهيدروجين وتوزيعهُ في محطات التزود بوقود الهيدروجين , معدل التفاعل المحرز هو على الاقل 10 مرات اسرع من نظام انتاج الهيدروجين الضوئي.
في النهاية ختم جو رولين ” نعتقد ان هذه التكنولوجيا المثيرة لديها القدرة عل تمكين استخدام على نطاق واسع للمركبات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني في جميع انحاء العالم، حيث تحل محل الوقود الاحفوري.
النتائج الجديدة للفريق ,التي نشرت الاثنين في دورية الاكاديمية الوطنية للعلوم، يمكن ان تساعد في تسريع الوصول واسع النطاق للمركبات التي تعمل بالهيدروجين بطريقة غير مكلفة وانبعاثات الكاربون فيها تكون منخفضة جدًا.
هذا وقال بيرسيفال تشانغ، استاذ في قسم أنظمة الهندسة البيولوجية و كلية الزراعة و علوم الحياة “هذا يعني أننا أظهرنا أهم خطوة نحو اقتصاد الهيدروجين, وانتاج وتوزيع الهيدروجين الاخضر بأسعار معقولة من موارد الكتل الحيوية المحلية.”
و أضاف لوني انغرام مدير مركز فلوريدا للمواد الكيميائية المتجددة والوقود فلوريدا وهو على اطلاع على العمل لكن ليس مرتبط بالفريق “على الرغم من انه صعب التنبؤ التكلفة في هذه المرحلة يمثل هذا العمل نهجاً ثورياً موفرًا العديد من المزايا الجديدة. ”
وقال ايضاً “هؤلاء الباحثون سعوا الى تأكيد نطاق تفكيرنا حول عملية التمثيل الغذائي وكيف انها ستكون المستقبل لانتاج الطاقة البديلة”
اكتشافهم فريد من نوعه ، فعلى عكس طرق انتاج الوقود الهيدروجيني الاخرى التي تعتمد على سكريات مصنعة بنسبة عالية ، استخدم فريق جامعة فرجينيا للتكنولوجيا الكتلة الحيوية القذرة – قشور وسيقان وخاصة نبات الذرة، الأمر الذي سيحمي الأمن الغذائي و لن يؤثر سلبًا على اسعار الحبوب.
هذا لا يقلل فقط المبادئ الاولى لانتاج الوقود فانه يمكن استخدام مصدر للوقود متاح للجميع بالقرب من محطات التجهيز مما يجعل انتاج الوقود مشاريع محلية.
استخدم جو رولين الخوارزمية الجينية مع سلسلة من المعادلات الرياضية المعقدة لتحليل كل خطوة للعملية الانزيمية التي تحلل عيدان الذرة الى ثنائي اوكسيد الكاربون و الهيدروجين، وأكد ايضاً على قدرة هذا النظام على استخدام الجلوكوز والكزيلوز في نفس الوقت مما يزيد سرعة تحرير الهيدروجين على عكس التحولات البيولوجية حيث يمكن ان تستخدم هذه السكريات فقط بالتسلسل وليس في نفس الوقت، مما يضيف التكاليف وقتاً ومالاً .
واحدة من أكبر العقبات لاستخدام الهيدروجين بشكل واسع هي تكلفة رأس المال المطلوب لانتاج الوقود من الغاز الطبيعي في المنشأت الكبيرة، اما توزيع الهيدروجين لمستخدمي المركبات التي تعمل بخلايا الوقود يعتبر تحدياَ رئيساً اخر. .
نموذج رولين قام بزيادة معدلات التفاعل الى ثلاث اضعاف، وتخفيض حجم المنشأة المطلوبة الى حجم محطة وقود مما يقلل من التكاليف المالية المرتبطة بها، اذ ان الطريقة الحالية السائدة لانتاج الهيدروجين هي باستخدام الغاز الطبيعي، وهو غالي السعر و يسبب انبعاث الكربون الاحفوري.
كما زاد الفريق معدلات توليد الانزيمات,معدل التفاعل هذا سريع بما فيه الكفاية لانتاج الهيدروجين وتوزيعهُ في محطات التزود بوقود الهيدروجين , معدل التفاعل المحرز هو على الاقل 10 مرات اسرع من نظام انتاج الهيدروجين الضوئي.
في النهاية ختم جو رولين ” نعتقد ان هذه التكنولوجيا المثيرة لديها القدرة عل تمكين استخدام على نطاق واسع للمركبات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني في جميع انحاء العالم، حيث تحل محل الوقود الاحفوري.