تولید سوخت از دی‌اکسیدکربن

تصور کنید که دانشمندان بتوانند این فرآیند را برعکس کرده و با گرفتن دی‌اکسیدکربن موجود در جو سوخت تولیدکنند. در این صورت حلقه انتشار دی‌اکسیدکربن تبدیل به یک حلقه بسته خواهد شد و میزان ضخامت این پتوی خطرناک حداقل از چیزی که الان هست، بیشتر نخواهد شد. مهندس جیمز لیائو از دانشگاه UCLA پروژه‌ای را ارائه کرده تا به کمک میکروارگانیسم‌ها بتواند به این مهم دست پیدا کند.

لیائو و همکارانش طی مقاله‌ای که در مجله SCIENCE چاپ شده نشان داده‌اند که توسط نیروی الکتریسیته اندکی می‌توان باکتری‌ها را تحریک کرد تا بتوان دی‌اکسیدکربن را به زیست سوخت‌ها تبدیل کنند.

لیائو ابتدا از الکتریسیته برای ایجاد یک واکنش شیمیایی میان دی‌اکسیدکربن و آب استفاده کرد تا در نتیجه این واکنش ملکولی به نام CHOO تولید شود.

سپس محققان این ملکول را به باکتری‌هایی که به صورت ژنتیکی اصلاح شده‌اند، تزریق کردند. این باکتری‌ها به گونه‌ای مهندسی شدند تا کربن و دو اتم اکسیژن موجود در ملکول مشتق شده جدید را جدا کرده و از آنها برای ایجاد دو نوع زیست سوخت به نام ایزوبوتانول و 3ـ متیل 1ـ بوتانول استفاده کنند.

دانشمندان بر این باورند که برخلاف اتانول که باید آن را با بنزین مخلوط کرده و سپس سوزاند می‌توان این زیست سوخت‌ها را مستقیما در موتورهای احتراقی درونسوز استفاده کرد.

لیائو معتقد است این دو زیست سوخت بهتر از اتانول است؛ چراکه آب را جذب نمی‌کند و دارای خاصیت خورندگی و آسیب رساندن به اجزای موتور و باک نیست.

تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت ایده جدیدی نیست. میلیون‌ها سال است که گیاهان در طبیعت مشغول همین کار هستند. ایده زیست سوخت‌ها هم موضوع جدیدی نیست، اما تاکنون دانشمندان به دنبال تولید زیست سوخت از ارگانیسم‌هایی نظیر ذرت و جلبک بودند که به نظر کاری ناکارآمد و شتابزده می‌رسید.

چون استفاده از ذرت به عنوان بخش مهمی از زنجیره غذایی سیاره زمین جهت تولید سوخت، انتقال یک محصول به چرخه‌ای است که آن را از مسیر اصلی خود دور می‌سازد. به علاوه رشد جلبک‌ها به منظور تولید زیست سوخت نیاز به نور فراوان خورشید و در نتیجه فضای بسیار زیادی دارد.

براساس گزارش دانشگاه کالیفرنیا برای تولید سوخت‌های زیستی که بتوانند فقط میزان مصرف کنونی بنزین در آمریکا را کاملا پوشش دهند نیاز به 45 میلیون هکتار مزارع جلبکی است. در مقابل باید گفت که باکتری‌ها نیاز به نور خورشید و در نتیجه این همه فضا ندارند.

البته این فرآیند یک وجه منفی دارد که عبارت از نیاز این روش به الکتریسیته است. لیائو در تلاش است این بخش را هم به مزیتی در این پروژه تبدیل کند. او می‌گوید تصور کنید که خانه‌ای مجهز به منابع متغیر انرژی مانند توربین بادی یا پنل‌های خورشیدی باشد.

اگر انرژی پنل‌های خورشیدی این خانه به محفظه بسیار بزرگی از باکتری‌ها منتقل شود تا از آن سوخت‌های زیستی تهیه کنیم، توانسته‌ایم از انرژی خورشیدی که قرار بود به هدر رود به شکل کاملا موثری استفاده کنیم. به این ترتیب، روش جدید را می‌توان راهی برای ذخیره انرژی خورشیدی در قالب سوخت مایع دانست.

استفاده از دی‌اکسیدکربن جهت تولید سوخت منجر به ایجاد یک سیستم حلقه بسته ایده‌آل جهت استفاده و بازیابی دی‌اکسیدکربن برای بارها و بارها می‌شود. هم‌اکنون محققان برای تولید مقدار بسیار کمی سوخت زیستی نیاز به کشت حدود یک لیتر باکتری دارند، اما امیدوارند که بتوانند این فرآیند را کارآمدتر کنند تا بتوان از آن در مقیاس تجاری استفاده کرد.

استیفن می‌فیلد یکی از زیست‌شناسانی که روی سوخت‌های زیستی جلبکی مطالعه می‌کند، می‌گوید: من شک دارم که هر باکتری مهندسی شده‌ای قادر به تولید زیست سوخت ارزانی به این شکل باشد؛ اما موفقیت اندک در این زمینه باز هم می‌تواند ما را در رسیدن به اهداف عالیه‌ای (نظیر بی‌نیاز شدن از سوخت‌های فسیلی) که اکنون بسیار دور از دسترس است، نزدیک‌تر کند.

هم‌اکنون هر لیتر بنزین در بازار جهانی حدود 3000 تومان قیمت دارد. برای این‌که بتوان سوخت زیستی قابل رقابتی تولید کرد باید قیمت آن بسیار ارزان باشد و تنها راه نزدیک شدن به این هدف کشاورزی است چرا که هم‌اکنون فرآیند صنعتی تولید زیست سوخت‌ها که به لحاظ اقتصادی قابل رقابت با فرآیند تولید بنزین باشد، وجود ندارد.

اگر قیمت بنزین همچنان به روند صعودی خود ادامه دهد زیست سوخت‌هایی نظیر آن چه لیائو تولید کرده می‌تواند جای خود را در بازار باز کرده و طرفداران خود را پیدا کند.