بهبود زدایش ترکیبات سولفوری از سوخت‌های مشتقات نفتی با نانوالیاف جدید

محققان دانشگاه ایلینویز موفق شدند با استفاده از نانوالیاف، کاتالیست‌هایی تولید کنند که با کارایی بالایی سولفور را از سوخت جدا می‌کند.

پژوهشگران دریافته‌اند که می‌توان با استفاده از نانوالیاف ترکیبات سولفوری را از سوخت‌های مشتقات نفتی زدود. اخیرا یک تیم تحقیقاتی به رهبری «پراشانت جین» نانوالیافی تولید کرده‌اند که قادر است با کارایی بالاتری نسبت به مواد قبلی، ترکیبات سولفوردار را از سوخت جدا کند.

این گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایلینویز برای این کار بستری از جنس نانوالیاف اکسید فلزی ساخته است. با این روش می‌توان عملکرد کاتالیست‌های سوختی را با کمترین قیمت بهبود داد. همچنین نتایج این پژوهش در حوزه زدایش گازهای سمی و بخش انرژی کاربرد دارد.

«مارک شانون»، استاد رشته مهندسی مکانیک دانشگاه ایلینویز، یکی از رهبران این تیم تحقیقاتی بود که تا پیش از مرگش در پاییز امسال روی این پروژه کار می‌کرد. نتایج این پژوهش در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است.

ترکیبات گوگرددار دو اثر منفی در سوخت‌ها به‌ همراه دارند اول این که موجب رها شدن گازهای سمی می‌شوند و دوم این که به فلزات موجود در کاتالیست آسیب می‌رسانند. این ترکیبات معمولا با استفاده از عملیات سیالی از سوخت‌ها زدوده می‌شوند. برای این کار باید سوخت سرد شده و دوباره گرم شود که این موضوع هم دشوار بوده و هم کارایی سوخت را کاهش می‌دهد.

برای حل این مشکلات، محققان از جاذب اکسید فلزی جامد استفاده کردند، البته این جاذب‌ها نیز مشکلات خود را دارا هستند، برای مثال فرآیند زدایش در دمای بالا اتفاق می‌افتد بنابراین باید سوخت را گرم کرد که این امر محدودیت‌های پایداری به‌ دنبال دارد.

تحقیقات پیشین نشان داده بود که سولفورها در سطح اکسید فلزی جامد به خوبی جذب می‌شوند، بنابراین این تیم تحقیقاتی به‌ دنبال ساخت ماده‌ای با بیشترین مساحت سطحی بودند. این گروه ذرات تیتانات روی را روی نانوالیاف نشست دادند، نانوالیاف دارای مساحت سطحی بالایی بوده و فعالیت مناسبی دارند.

نانوالیاف نسبت به مواد توده‌ای عملکرد بهتری دارند، به‌ طوری که می‌توان از آنها استفاده کرد تا تمام سولفور موجود در سوخت را جدا کرد، با این کار فضای کمتری مورد نیاز است. این مواد پایداری بالایی داشته و بعد از چند بار استفاده هنوز قابل استفاده مجدد هستند. از دیگر مزیت‌های این سیستم آن است که دچار سوختگی نمی‌شود.

«جین» می‌گوید: نانوساختارهای ما نمی‌سوزند، آنها را می‌توان در شرایط مختلف قرار داد بدون این که کارایی خود را از دست بدهند. این گروه به‌ دنبال بهبود خواص ساختاری این نانوالیاف است.