محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا با سنتز یک نانوکاتالیست آزمایشگاهی ارزان‌قیمت موفق شدند از روغن سویا نوعی سوخت سبز کاربردی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی تولید کنند.

دکتر رضیه فضائلی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا و محقق طرح در این باره اظهار کرد: سوخت‌هایی که از خوراک‌های بیولوژیکی تولید می‌شوند، بیودیزل یا سوخت زیستی (سوخت سبز) نامیده می‌شوند. امروزه تولید بیودیزل برای رقابت با سوخت‌های فسیلی افزایش یافته است. به‌طورکلی، دو نسل متفاوت از بیودیزل‌ها وجود دارد. سوخت‌های نسل اول یا بیودیزل‌های متداول عموماً از شکر، نشاسته و منابع روغن‌های گیاهی تولید می‌شوند، درحالی‌که بیودیزل‌های نسل دوم از خوراک‌های قابل نگهداری تهیه می‌شوند. از مزایای استفاده از روغن‌های گیاهی (از نوع روغن خوراکی) به‌عنوان مواد اولیه برای تولید بیودیزل، پایین بودن محتوای اسیدچرب آزاد آن‌هاست. ویسکوزیته‌ بالای طبیعی، به‌کارگیری مستقیم روغن‌های گیاهی (به‌عنوان سوخت در موتورهای احتراق) را محدود می‌کند. تاکنون تلاش‌هایی جهت کاهش ویسکوزیته‌ این نوع سوخت‌ها انجام شده است.

فضائلی ضمن اشاره به واکنش ترانس استریفیکاسیون به‌عنوان عملیات کاهش ویسکوزیته‌ روغن به‌منظور رفع محدودیت آن جهت استفاده در موتورهای احتراق، به تبیین اهداف دنبال شده در این پژوهش پرداخت و گفت: هدف از انجام این پژوهش تولید بیودیزل از روغن سویا با بهره‌گیری از نانوذرات کاتالیستی برنجی شکل وانادیوم بر روی بستر متخلخل سیلیکاتی (V/RSM) بوده است.

وی در خصوص مزایای عمده‌ استفاده از نتایج طرح افزود: کاهش آلودگی محیط‌زیست مهم‌ترین مزیت استفاده از بیودیزل‌هاست. همچنین تحقیقات دانشمندان اثبات کرده است که آسیب‌های استفاده از بیودیزل به لایه‌ ازن نسبت به سوخت‌های دیگر 50 درصد کمتر است.

فضائلی تصریح کرد: اصلی‌ترین جزء روغن گیاهی، تری گلیسیرید (تری آسیل گلیسرول) است. هنگامی‌که تری گلیسیرید با الکل در حضور کاتالیست واکنش می‌دهد، ترانس استریفیکاسیون نامیده می‌شود. واکنش مذکور یکی از اصلی‌ترین روش‌های کاهش ویسکوزیته‌ روغن‌هاست. در این طرح یک بستر سیلیکاتی متخلخل برگی شکل (LSM) سنتز شده است که پس از اصلاح توسط وانادیوم اکسید، ترکیب حاصل با نام (V/RSM) تغییر شکل داده و به‌صورت ذرات برنجی شکل در مقیاس نانو در می‌آید. تشکیل این ساختار، موجب می‌شود که اکسید وانادیوم خالص درون تخلخل‌های بستر سیلیکاتی به دام بیفتد و بتواند واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن سویا را به نحو مطلوب‌تری افزایش دهد.

فضائلی در خصوص مراحل دستیابی به اهداف طرح گفت: ابتدا نانوذرات برنجی شکل و متخلخل وانادیوم بر روی بستر سیلیکاتی به روش سل ژل سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به‌وسیله‌ روش‌های FTIR، XRD،TEM، SEM، BET، NH3-TPD و DRUV-Vis مشخصه یابی شد. در مرحله‌ بعد، از این نانوذرات به‌عنوان کاتالیست در واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن سویا استفاده شد و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفت.

محقق طرح با تاکید بر این موضوع که این نانوکاتالیست ارزان‌قیمت، بازده و سرعت تولید سوخت را به صورت قابل‌توجهی افزایش می‌دهد، تصریح کرد: نتایج حاکی از آن است که بازده فرایند ترانس استریفیکاسیون با حضور نانوکاتالیست سنتز شده به 98 درصد می‌رسد. خواص بیودیزل تهیه شده مانند محتوای اتری، گلیسرول آزاد، دانسیته و غیره با استانداردهای اروپایی و امریکایی برای یک بیودیزل، مطابقت بسیار مطلوبی از خود نشان می‌دهد.