ابداع روش تولید ماده کلیدی صنایع از ادرار انسان

مجموعه: نوآوری و کشفیات علمی

به گزارش ایرنا، وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

گروهی از پژوهشگران دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه آدلاید، روشی جدید و سازگار با محیط‌زیست برای تولید ماده‌ای به نام هیدرازین (Hydrazine) ابداع کرده‌اند که کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. این روش با استفاده از الکتریسیته و نمک، اوره (موجود در ادرار انسان) را به هیدرازین تبدیل می‌کند.

هیدرازین چیست و چه کاربردی دارد؟

هیدرازین یک ماده شیمیایی مهم است که در صنایع مختلفی کاربرد دارد از جمله :

•صنایع دارویی: در ساخت برخی داروها
•سوخت موشک: به‌عنوان سوخت در فضاپیماها
•باتری خودروهای برقی: در سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی
•سلول‌های سوختی: برای تولید انرژی پاک

چالش روش‌های قدیمی تولید هیدرازین

روش‌های فعلی تولید هیدرازین، ده‌ها سال است که استفاده می‌شوند، اما مشکلات بزرگی دارند که عبارت‌اند از:

•استفاده از مواد شیمیایی خطرناک
•مصرف انرژی بسیار بالا
•هزینه‌های فراوان
•آسیب به محیط‌زیست

دکتر پنگ‌تانگ وانگ (Pengtang Wang)، نویسنده اصلی این پژوهش توضیح می‌دهد: روش‌های معمول تولید هیدرازین ده‌ها سال است که استفاده می‌شوند، اما به مواد شیمیایی خطرناک و انرژی زیادی وابسته هستند که آن‌ها را پرهزینه و برای محیط‌زیست مضر می‌کند. توسعه یک روش جدید که به انرژی و مواد خطرناک کمتری نیاز دارد، گامی مهم به‌سوی تولید سبزتر و اقتصادی‌تر هیدرازین خواهد بود

روش جدید؛ تبدیل اوره به هیدرازین با الکتریسیته و نمک

پژوهشگران با استفاده از الکتریسیته و نمک، اوره را به هیدرازین تبدیل کرده‌اند. این روش که در نشریه معتبر نِیچِر سینتِسیس/ Nature Synthesis منتشر شده، نشان می‌دهد که می‌توان از اوره موجود در ادرار انسان، که به وفور در دسترس است، برای تولید هیدرازین استفاده کرد.

دکتر وانگ گفت: اوره به این دلیل انتخاب شد که به‌وفور در ادرار انسان یافت می‌شود. تبدیل این منبع در دسترس به هیدرازین می‌تواند راهی برای تولید سوخت، از جمله کاربرد در سلول‌های سوختی و مأموریت‌های فضایی طولانی‌مدت، فراهم کند.

نقش نمک در این فرآیند

نمک با کمک به واکنش شیمیایی روی الکترود، اوره را به ماده واسطه‌ای تبدیل می‌کند که سپس به‌راحتی به هیدرازین تبدیل می‌شود.

بازده بالا و کاربرد گسترده

پژوهشگران با استفاده از این روش، به بازده بالایی در تولید هیدرازین دست یافتند و نشان دادند که این روش برای منابع مختلف اوره، از جمله اوره خالص، فاضلاب غنی از اوره و حتی ادرار انسان، استفاده‌شدنی است.

چالش‌ها و گام‌های بعدی

این روش کارآمد است، اما هنوز چالش‌هایی وجود دارد که باید برطرف شوند. از جمله این چالش‌ها عبارت‌اند از:

•تجمع نمک در فرآیند
•مصرف انرژی برای جداسازی محصول

بهبود طراحی راکتور برای استفاده مداوم

دکتر وانگ تأکید کرد: این روش کارآیی بالایی دارد، اما هنوز چالش‌هایی مانند تجمع نمک و مصرف انرژی برای جداسازی محصول نهایی وجود دارد. پژوهشگران قصد دارند در گام‌های بعدی، هزینه‌ها را کاهش دهند، فرآیند جداسازی را ساده‌تر کنند، عملکرد مداوم سامانه را بهبود بخشند و راکتورهای عملی‌تری طراحی کنند. به‌گفته آن‌ها، با این بهبودها، این فناوری می‌تواند به روشی پایدار و جایگزین برای تولید هیدرازین با استفاده از برق تجدیدپذیر تبدیل شود.