برای تولید انواع سوخت از مواد خامی استفاده می‌شود که در نهایت موجب انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شوند. یکی از راه‌ها برای کم کردن این گازها که شرایط جوی زمین را تحت تأثیر قرار می‌دهند بهره‌گیری از توده‌های زیستی برای تولید سوخت‌زیستی است. اما با توجه به کم بودن سرعت این‌گونه واکنش‌ها حضور کاتالیزورها ضروری است.
از اهداف بلند مدت اتحادیه‌ی اروپا این است که نشر گازهای گلخانه‌ای را از طریق تبدیل توده‌ی زیستی به سوخت طبیعی به میزان ۸۵ الی ۹۰ درصد تا سال ۲۰۲۵ کاهش دهد. اما به کارگیری این ترکیبات برای تولید سوخت فرایندی زمان‌بر است.
در پروژه‌ی FASCARD اتحادیه اروپا دو راه برای تولید سوخت‌زیستی مطرح شده است. راه اول شامل مایع‌سازی توده‌ی زیستی است که محتمل‌ترین گزینه در جهت رقابت با سوخت‌های فسیلی به حساب می‌آید. در روش دوم توده‌ی زیستی به گاز تبدیل می‌شود؛ اما در این روش، هزینه‌های بالا می‌توانند چالش‌برانگیز باشد.
بهره‌گیری از کاتالیزورها برای انتقال تحقیقات از مقیاس آزمایشگاهی به صنعتی ضروری است. برای شناسایی کاتالیزورهای نسل آینده لازم است تا تحقیقاتی انجام شود. در این مطالعات عواملی هم‌چون زمان تولید، مشکلات صنعتی شدن، شناسایی سازوکارها و شرایط اقتصادی مورد بررسی قرار می‌گیرد.
برای پیش‌بینی نوع عملکرد انواع مواد خام زیستی مدلی بر اساس قیاس‌پذیری مدل‌های فیزیکی و ریاضی ایجاد شد. با کمک این مدل‌ها می‌توان تأثیرگذاری انواع مواد خام بر روی کاتالیزورها و عملکردشان را نیز مورد سنجش قرار داد.
در فرآیند‌های زیستی نحوه‌ی تأثیرگذاری کاتالیزورها را می‌توان در چهار مرحله‌ی کلیدی خلاصه کرد. انتخاب و بهبود شرایط هیدروترمال (HT) و افزایش محتوای روغنی فرآیند شکست کاتالیزوری همراه با سیال (Co-FCC) از جمله‌ی این مراحل کلیدی هستند. استفاده از HT کاتالیزورهای جدیدی را ایجاد میکند.
مرحله‌ی شکست کاتالیزوری سیال (FCC) که یکی از مراحل اصلی تبدیل نفت خام به ترکیبات دیگر است می‌تواند با فرایند اضافه شدن مواد خام زیستی و عصاره‌گیری نفت خام همزمان انجام شود؛ که بدین‌ترتیب محتوای ماده‌ی خام افزایش می‌یابد.
چالش‌های اصلی در به کار گرفتن کاتالیزورها مطرح است شامل کاهش مصرف هیدروژن، دما و فشار، بهبود پایداری و افزایش انتخاب‌پذیری در حذف اکسیژن می‌باشد. هر کاتالیزور جدیدی باید به لحاظ پایداری هیروترمال و کاهش بهره‌وری از منابع خام زمین تا ۲۰ درصد کاملاً اختصاصی باشد.
در شرایط حقیقی هیدروکربن‌هایی که کاتالیزورها را شکل می‌دهند مورد بررسی قرار گرفتند. تولید گاز سنتزی از توده‌ی زیستی و نحوه‌ی تأثیرگذاری نیکل یا پالادیوم به همراه آهن بر روی خواص کاتالیزور مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند.
پروژه‌ی FASCARD به شرکت‌هایی که خیلی از مراحل را در مقیاس آزمایشگاهی انجام داده‌اند کمک میکند تا شرایط را برای تجاری شدن تولید سوخت‌زیستی بررسی کنند.
☑ لینک خبر
