مقدمه ای بر چگونگی کار کرد موتورهای هوای فشرده :

(ترجمه از احسان شاکری پور)

آیا شما این هفته در پمپ بنزین بوده اید؟با توجه به اینکه ما در جامعه ی متحرکی زندگی می کنیم ، به احتمال زیاد جواب شما به این سوال بله است و حتماً از روند رشد صعودی قیمت بنزین در سالهای اخیر مطلع شده اید. مشاهده می کنیم  بنزین که مهمترین منبع سوخت در تاریخچه ی خوروهاست ، گرانتر و دست نیافتی تر شده است(تحت تأثیر عوامل محیطی). این عوامل کارخانه های خودرو سازی را به سمت پیشرفت و تغییر نوع سوخت خودروها هدایت می کند ، که به دنبال آن ما از سال 2000 خودروهای هیبریدی (Hybrid Cars) را در جاده ها می بینیم و خودروهاییی که با سلول سوختی (Fuel-Cell-Powered) کار می کنند نیز سه تا چهار سال آینده وارد جاده ها خواهند شد.

انتظار می رود که موتور هوای فشرده ی e.Volution  این

 خودرو را به خودرویی ایده آل برای شهرهای آلوده تبدیل کند.

 با آن که قیمت بنزین در ایالات متحده هنوز به بالاترین مقدار خود نرسیده است(هر گالن 2.66 دلار در سال 1980) اما قیمت این محصول در دو سال اخیر افزایش چشم گیری داشته است به طوری که 30 درصد در سال 1999 و 20 درصد از دسامبر 1999 تا اکتبر 2000 افزایش قیمت داشته است(بر طبق گزارش دفتر آمار کار ایالات متحده).در اروپا هم قیمت بالا است ؛ بیشتر از 4 دلار در کشورهایی مثل انگلیس و هلند.

  اما قیمت تنها مشکل استفاده ی بنزین به عنوان منبع عمده سوخت ما نیست.بنزین به محیط زیست ما صدمه می زند و از آنجایی که منبع تجدید پذیری ندارد ، سرانجام به پایان خواهد رسید.

یک انتخاب ممکن خودروهایی است که با هوا نیرو می گیرند (Air-Powered Cars) . حداقل دو پروژه ی در حال پیشرفت وجود دارد که آنها این توانایی را به مدلهای جدید خودروها می دهند که با هوای فشرده حرکت کنند.در این مقاله شما در مورد این دو پروژه خواهید خواند و اینکه چگونه سوخت گیری ما در آخر این دهه تغیر خواهد کرد.

پیشرفت تكنولوژی در مسیر صدساله تاریخ صنعت خودروسازی باعث شده است هر ساله شاهد تولید اتوموبیل هایی با كیفیت بهتر و مصرف پائین تر سوخت باشیم، اما در تمام این سال ها، دغدغه تأمین سوخت و انرژی های جایگزین برای اتومبیل ها همواره شركت های معتبر خودروسازی را به خود مشغول ساخته است. این روزها در مورد تولید اتومبیل های دوگانه سوز یا هیبریدی مطالبی شنیده می شود، اتومبیل های الكتریكی از ایده به واقعیت رسیده اند و حتی روش های منحصربه فردی جهت رانش اتومبیل ها ابداع شده است؛ اما هنوز هیچ كدام، از نظر صرفه اقتصادی و كاربری آسان به پای سوخت های فسیلی مانند بنزین و گازوئیل نمی رسند. با این حال ملاحظاتی همچون مشكلات زیست محیطی به وجود آمده در ابعاد كلان از یك سو و تنگناهای مربوط به كاهش ذخایر سوخت های فسیلی از سوی دیگر، باعث شده است تا جهت گیری به سمت انرژی های جایگزینی روند جدی تری به خود بگیرد.
در سال های گذشته سوخت ها و انرژی های جایگزین متعددی برای خودروها معرفی شده است كه حتی بعضی از این روش ها تا مرز تولید صنعتی هم پیش رفته و نیز بعضی از این روش ها به تولید انبوه دست یافته است. در این مقاله قصد بررسی این راهكارها را داریم تا به روش های جایگزین برای سوخت های فسیلی دست یابیم.

افزایش روز افزون قیمت سوخت­های فسیلی در کنار افزایش تقاضای مصرف بنزین و مشکلات واردات بنزین از یک طرف و آلودگی های ناشی از مصرف سوخت های فسیلی و تولید گازهای گلخانه ای از طرف دیگر توجه بیشتری را به تامین انرژی پاک و سازگار با محیط زیست معطوف کرده و پیشرفت­های بیوتکنولوژی در زمینه تولید سوخت­های زیستی می­تواند راه گشای مشکل تامین انرژی باشد.

سوختهای سبز بلژيک که برای مصرف همگانی در پمپ بنزينها بفروش می رسندرا شرکت Oleon در اين کشور می سازد و سه شرکت ديگر نيز در اين زمينه فعال هستند ولی هنوز مجوز فروش در سطح کشور را بدست نياورده اند.

با اين حساب شرکت Total بلژيک نخستين کمپانی در اين کشور است که سوخت گياهی را به رانندگان می فروشد و مديرعامل آن آقای Miguel del Marmol با خوشحالی اين خبر را به رسانه ها اعلام نموده است.

اين شرکت هدف گسترش ساخت و فروش سوخت گياهی در بلژيک و اروپا را دنبال می کند و در نظر دارد فروش ۳.۳۷ درصدی خود در بازار بلژيک را به ۴.۲۹ درصد در سال ۲۰۰۷ برساند و تا سال ۲۰۱۰ دست کم ۵.۷۵ درصد از سوختهای فروخته شده ی خود در اروپا را از گونه ی گياهی بکند.

وزارت محيط زيست بلژيک در بيانيه ای آورده که ساخت و استفاده از سوخت سبز هم به سود کشاورزان بلژيکی و هم به سود محيط زيست است و از آلودگی محيط زيست می کاهد.

بیوشیمیست های آمریکایی در دانشگاه یوتا در حال استفاده از روش جدیدی هستند که از جلبک ها نفت می گیرد و آن را به سوخت بیودیزلی تبدیل می کند.

محققان دانشگاه یوتا برنامه زیست سوختی را طراحی کرده اند که از منابع قابل بازیافت بدون دی اکسید کربن مانند مواد زائد کشاورزی و نور خورشید ، متان ، بیودیزل ، هیدروژن و الکل تولید کند.

گروهی از محققان در دانشگاه ایالتی «میشیگان» آمریکا به سرپرستی یک دانشمند ایرانی، موفق شده اند با استفاده از گیاه ذرت تغییر ژنتیکی یافته و آنزیم موجود در معده گاو، سوخت زیستی ارزان قیمت تولید کنند.

به گزارش سرویس پژوهشی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این گونه جدید ذرت که از نظر ژنتیکی تغییراتی در آن ایجاد شده، تولید سوخت‌های زیستی را بسیار مقرون به صرفه می کند بدون اینکه به بذر گیاه آسیبی برسد.

در حال حاضر تولید سوختهای زیستی از جمله اتانول، بیشتر به وسیله دانه های گیاه انجام می شود و از برگ‌ها و ساقه گیاه استفاده نمی شود، چرا که شکستن (تجزیه) سلولز موجود در برگها و ساقه ذرت و تبدیل آن به قند و اتانول، روندی بسیار دشوار و پرهزینه است؛ اما کشف جدید، این امکان را فراهم می کند که از برگ‌ها و ساقه های گیاه، که پس‌مانده های آن محسوب می شوند، برای تولید ارزان اتانول استفاده شود و دانه های گیاه هم بدون آنکه به سوخت بدل شود مانند گذشته به عنوان مواد غذایی مصرف شود.

اگر چه پيل‌سوختي به تازگي به عنوان يكي از راهكارهاي توليد انرژي الكتريكي مطرح شده است ولي تاريخچه آن به قرن نوزدهم و كار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر مي‌گردد. او اولين پيل‌سوختي را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پيل‌سوختي" در سال 1889 توسط لودويک مند و چارلز لنجر به كار گرفته شد. آنها نوعي پيل‌سوختي که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف مي‌کرد، ساختند. تلاش‌هاي متعددي در اوايل قرن بيستم در جهت توسعه پيل‌سوختي انجام شد که به دليل عدم درک علمي مسئله هيچ يک موفقيت آميز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

مسئولان ماشین جستجوگر گوگل اعلام کرده اند که برای حمایت از تولید و همچنین پیشبرد تکنولوژی سوخت های جایگزین و تجدید پذیر، صدها میلیون دلار سرمایه گذاری می کنند.

این شرکت معظم آمریکایی درصدد است منابع سوختی ارزانتر و پاک تر برای تولید الکتریسیته فراهم کند.

این ابتکار جدید که به "تجدیدپذیر (Renewable) ارزانتر از ذغال سنگ (Coal)"، موسوم است در مرحله اول به انرژی خورشیدی، انرژی باد و انرژی زمین گرمایی (Geothermal)، متکی است. گوگل همچنین درصدد است فعالیت های تحقیقاتی انجام دهد و برای این کار از مهارت مهندسین و کارشناسان حوزه انرژی استفاده خواهد کرد.

مسئولان گوگل می گویند اگر قرار باشد با تاثیر نامطلوب سوزاندن سوخت های فسیلی بر روی شرایط اقلیمی کره زمین مقابله شود، دانش بشر از انرژی های قابل تجدید باید به مرحله ای بالاتر ارتقا داده شود.

لری پیج، از بنیانگذاران موسسه گوگل می گوید: "ما امیدواریم با کمک فن آوران با استعداد، شرکای خوب و سرمایه گذاری قابل توجه، بتوانیم به سرعت در این حوزه پیشروی کنیم."

آقای پیج در ادامه گفت: "هدف ما تولید یک گیگاوات انرژی قابل تجدید است که حتی از سوزاندن ذغال سنگ ارزانتر باشد. ما امیدواریم که طی چند سال و نه چند دهه آینده به این هدف برسیم."

نیاز روز افزون جهان به منابع جدید انرژی به ویژه در بخش حمل و نقل، امروزه یکی از مشکلات اساسی کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه است. به عبارتی این مشکل همانند دهه های گذشته، تنها به کشورهای وارد کننده نفت اختصاص ندارد و حتی تولید کنندگان بزرگ نفت از جمله کشور ما با مشکلات متعددی در زمینه تهیه سوخت رو به رو است. کمبود و یا به عبارتی کاهش ظرفیت پالایشی در جهان، یکی از عوامل بروز این مشکلات است، اما موضوع به همین جا ختم نمی شود، زیرا آلودگی ناشی از سوخت های فسیلی و پایان پذیر بودن آنها نیز از دیگر عواملی است که بشر را به تلاش برای دستیابی به سوخت های جانشین برای این منابع واداشته است. "بیودیزل" سوختی جدید و تجدید پذیر است که استفاده از آن در بسیاری از کشورهای دنیا متداول است. برای پرداختن بیشتر به سوخت بیودیزل و زمینه هایی که برای تولید آن در کشور وجود دارد، با دکتر باقر مهاجرانی، رئیس پژوهشگاه شیمی و پتروشیمی صنعت نفت، گفت و گو کرده ایم که در پی می آید.

قیمت های تصاعدی انرژی و ترس فزاینده از تغیرات اب و هوایی باعث حرکتی بی پروا به سمت انرژی های تجدید پذیر شده است.توسعه تولید سوخت زیستی از زیست توده بعنوان منبع انرژی مایع جهت حمل ونقل بر منابع دیگر ترجیح داده شده است.اما در این میان تغیر مصرف محصولات زمین های کشاورزی از تولید مواد غذایی به تولید سوخت مسائل اخلاقی زیادی را برای این صنعت بوجود اورده است.

در امریکا تولید سوخت از محصولات کشاورزی از هم اکنون باعث افزایش قیمت محصولات غذایی شده است.قیمت ذرت مکزیکی از سال پیش دوبرابر شده که دولت را مجبور به تعین سقف قیمت برای نان ذرت مکزیکی کرده است.قیمت شکر هم دوبرابر شده و این در حالی است که تعداد کاخانه های تصفیه الکل در ایالات متحده و امریکای جنوبی به سرعت در حال افزایش است.در واقع همه کشور ها تولید سوخت زیستی از منابع گیاهی مختلف را مد نظر دارند.که زمینهای کشت این منابع گیاهی همان زمینهای کشت سابق منابع غذایی هستند.

تولید صنعتی سوخت زیستی , منابع غذایی برای انسان و حیوان را به شدت تهدید می کند.