ثروة من نفايات الوقود الحيوي في خطوة واحدة

اللجنين (الخشبين ) و هو عبارة عن سلسلة ضخمة من الجزيئات الموجودة في الخشب, و عادةً يتم التخلص منها أثناء تصنيع الوقود الحيوي، ولكن وبطريقة جديدة من قبل الكيميائيين في EPFL (EPFL: مدرسة الفنون التطبيقية في لوزان) بإضافة بسيطة من الفورم ألدهيد أصبح اللجنين محط الأنظار.

الاعتماد على الوقود الأحفوري بشكل أقل يعني الاتجاه نحو الوقود الحيوي و المواد الكيميائية المستخرجة من النباتات،و لكنَّ إنتاجها على نحو فعّال من حيث التكلفة من النباتات والمواد العضوية الأخرى – يشار إليها مجتمعة باسم الكتلة الحيوية – يمثل تحديًا هندسيًا كبيرًا.

معظم الكتلة الحيوية المستخدمة تأتي من النباتات الغير صالحة للأكل كالأشجار والحشائش والطحالب، و التي تحتوي على سكريات يمكن تخميرها لإنتاج الوقود الحيوي.

و لكنها تحتوي أيضاً على اللجنين و هو عبارة عن بوليمير معقد ضخم، يملأ الخشب و اللحاء و يعطي النباتات الصلابة بشكل عام، وبما أن معالجة اللجنين هي عملية صعبة غالبًا ما يتم التخلص منه و تجاهله أثناء تصنيع ومعالجة الوقود الحيوي، وقد قام العلماء في (EPFL) بتحويل اللجنين من مصدر للإزعاج إلى مصدر هام للوقود الحيوي، وذلك بكل بساطة عن طريق إضافة مادة كيميائية شائعة، وتحويل ما يصل إلى 80% منه إلى جزيئات قيمة في إنتاج الوقود الحيوي والبلاستيك، وهذهِ الطريقة التي تنتظر الحصول على براءة اختراع ويمكن رفعها إلى المستويات الصناعية، تم نشرُها في العلوم.

معقّد و لكنه غني بالطاقة:

اللجنين هو بوليمير حيوي معقد بشكل هائل، يدعم الجدار الصلب الذي يحيط بكل الخلايا النباتية، وفي الواقع يشكل اللجنين ما يقارب ثلث الكتلة الحيوية النباتية، وبنيته الجزيئية تعطيها كثافة طاقة أعظم بنسبة 30% من السكريات التي تتم معالجتها عادة لتحويلها إلى وقود حيوي، و تكمن المشكلة في صعوبة استخلاص وتحويل اللجنين وذلك بسبب عدم استقراره و وسرعة تلفِهِ أثناء استخلاصه، وقد فشل معظم الباحثين في فصله بكفاءة و تحويله إلى وقود أو مواد كيميائية.

فريق دولي من الباحثين بقيادة (Jeremy Luterbacher) في EPFL) ) قد أظهروا حاليًا أنهم و بسهولة يستطيعون فصل اللجنين و تهديمه عن طريق إضافة مادة كيميائية تدعى الفورم ألدهيد أثناء عملية المعالجة، والفورم ألدهيد مادة كيميائية تستخدم على نطاق واسع في الصناعة وإنتاجها بسيط و رخيص، لقد وجد الباحثون بأن الفورم ألدهيد يمنح اللجنين الثبات و يمنعه من التحلل، مما يؤدي إلى إنتاجية عالية من المواد التي تشكل اللبنات الأساسية في الحصول على بدائل للبتروكيماويات، وكانت الانتاجية أعلى ب3-7 مرات من الانتاجية التي تم الحصول عليها من اللجنين بدون إضافة الفورم ألدهيد.

التصعيد:

يقول (Jeremy Luterbacher) والذي أصبح معروفاً في عام 2014 لتطويره طريقة لاستخلاص السكر من النباتات بشكل آمن و رخيص ( نشرت أيضاً في العلوم ): «بالاعتماد على نوعية الخشب المستخدم حصلنا على ما نسبته بين 50-80%، الكيمياء واضحة و صريحة، والتحدي الحقيقي في الواقع هو العثور على مستثمرين لإقامة منشأة رائدة لتوضيح ذلك، وأضاف قائلاً: «إنَّهُ لمنَ الصعب الحصول على الطاقة المستدامة بشكل كبير بسبب الدعم السياسي المتناقض وتفاوت أسعار الطاقة على نطاق واسع. ليس من السهل إيجاد مستثمرين في هذه البرامج الخلاقة في ظروف السوق الغير ثابتة و خصوصاً إذا أخذنا بعين الاعتبار المنافسة الراسخة مع الوقود الأحفوري».

و قال (Luterbacher): «التكنولوجيا تبدو جذابة حقًا، و أضافَ قائلًا: إذا أرسلت المؤسسة السياسية العالمية رسالة تتفق مع الابتعاد عن الوقود الأحفوري، حينها سينتبه المستثمرون، أعتقد بأن سويسرا هي مكان عظيم للبدء، لقد كان السويسريون مناصرين ثابتين بشدة للطاقة النظيفة و بإمكانهم المساعدة في إيضاح هذه التقنيات الحديثة، ولذلك أنا متفائل جدًا بالمستقبل».

إعداد: علي بيشاني

المصدر