بهره‌گیری از گیاهان صحرایی برای تولید برق

استفاده از گیاهانی نظیر انواع کاکتوس که مقاومت بالایی در برابر کم آبی دارد، می تواند به تولید برق از طریق زیست توده کمک کند.

تولید انرژی الکتریکی از سوخت‌های فسیلی به علت آلایندگی هوا، رویکرد مناسبی نیست. یکی از راهکارهای جایگزین، استفاده از ضایعات کشاورزی و یا سوخت‌های به دست آمده از آن (سوخت زیستی) برای تولید برق است. مشکل اینجاست که زیر کشت بردن زمین‌های حاصلخیز برای این محصولات، سبب به خطر افتادن امنیت غذایی جهان و کمبود مواد کشاورزی خوراکی می‌شود. به همین دلیل گروهی از پژوهشگران به فکر بهره‌گیری از شیوه‌هایی جایگزین افتاده‌اند.

یکی از این پژوهشگران «مایک میسن» (Mark Mason) نام دارد. وی در حال حاضر با دانشگاه آکسفورد در حال پژوهش برای ساخت موتورهای الکتریکی با وزن بسیار کم و نیز شیوه تجزیه بدون هوای زیست توده برای تولید برق است. او در مصاحبه‌ای با مجله نیوساینتیست، از جزئیات این پژوهش و تاثیری که می‌تواند بر محیط زیست داشته باشد توضیحاتی ارائه کرده است.

لطفا در مورد رویکردتان درباره تولید انرژی توضیح دهید.

ما از شیوه تجزیه بدون هوا (یعنی تجزیه مواد آلی در نبود اکسیژن) برای تبدیل زیست توده گیاهان به گاز برای تولید برق استفاده می‌کنیم.

یکی از ایراداتی که به سوخت‌های زیستی وارد می شود این است که پرورش گیاهان به این منظور سبب کاهش محصولات کشاورزی خوراکی می‌شود. درست است؟

بله. به همین دلیل است که نیاز به گیاهانی با رشد سریع در مناطقی که کشاورزی در آن صورت نمی‌گیرد داریم. به نظر می‌رسد که دسته از گیاهان که در بردارنده انواع کاکتوس‌ها هستند، می‌تواند راه حل ما باشند. این گیاهان می‌توانند در مناطق نیمه خشک که امکان کشاورزی در آنها وجود ندارد رشد یابند.

پرورش این گیاهان چه امتیازی دارد؟

این گیاهان می‌تواند به ازای مقدار اندکی آب، حجم زیادی زیست توده به ما بدهند. گیاهان معمولی در جریان دریافت دی اکسید کربن در طی روز برای فتوسنتز، حجم زیادی از آب خود را در قالب تبخیر از دست می‌دهند. اما گیاهانی همانند کاکتوس (که در اصطلاح CAM نامیده می شوند) از شیوه ای دیگر بهره می‌برند و در هنگام شب (که دما پایین تر است) دی اکسید کربن را جذب و سپس در هنگام روز و در برابر نور خورشید، فتوسنتز را انجام می‌دهند. به این ترتیب برخی از این گیاهان می‌توانند با یک دهم مقدار آب گیاهان معمولی، زیست توده به ما بدهند. تیم پژوهشی ما در دانشگاه آکسفورد با بررسی برخی انواع کاکتوس توانسته به نتایج ارزشمندی در این زمینه دست یابد.

برای پرورش این گیاهان به چه مقدار زمین نیاز است؟

در حال حاضر حدود 300 میلیون هکتار زمین نیمه خشک در سراسر جهان وجود دارد که یا از آن استفاده‌ای نمی‌شود و یا استفاده از آن محدود است. این گیاهان می‌توانند انرژی الکتریکی معادل با میزان برق تولید شده از گاز طبیعی در حال حاضر را تولید کنند.

تا چند وقت دیگر این فناوری در دسترس خواهد بود؟

این گیاهان فعلا در دسترس هستند. همچنین می‌توان با روش‌های علمی، میزان تولید آنها را افزایش داد. با این حال اصلی‌ترین مشکلی که با آن روبرو هستیم، فرآیند تجزیه بدون هوا است که بسیار کند و نسبتا گران است. معده گاو می‌تواند این فرایند را تا 30 برابر سریع‌تر به انجام برساند. اگر بتوانیم آن فرآیند را به نوعی الگوبرداری کنیم، شاید بتوان از هزینه‌های این شیوه کاست.

مطمئناً زمین‌هایی که می‌خواهید استفاده کنید خالی نیستند.

بله. به زحمت می‌توان زمین‌هایی استفاده نشده را در سراسر دنیا یافت. با این حال مساله این است که بسیاری از مناطق دنیا، دارای زمین‌هایی با بازدهی بسیار اندک هستند. برای نمونه در شرق آفریقا و برخی مناطق اطراف مدیترانه، انبوهی از این زمین‌ها می‌بینیم. کاشت گیاهان CAM می‌تواند این مناطق را متحول کند. این گیاهان می‌توانند انرژی، آب و مواد مغذی را جذب کنند. همچنین فرآیند ناهوازی سبب می‌شود که آب دارای این مواد مغذی دوباره به طبیعت باز گردد که برای این مناطق می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. ما در حال بررسی استفاده از این آب برای تولید «عدسک آبی» (Lemna) هستیم. عدسک آبی نوعی گیاه شناور بر روی آب است که مقدار زیادی پروتئین تولید می‌کند و می‌توان از آن برای تغذیه ماهی و دام‌های زنده بهره گرفت. باید بتوانیم از همین زمین‌ها، انرژی، پروتئین و آب به دست آوریم.

این شیوه چه تاثیری بر اقلیم این مناطق دارد؟

من آدم بلندپروازی هستم. هدفم انجام پروژه‌هایی برای کاهش چند میلیارد تنی آلاینده‌های کربنی است. طراحی شیوه‌هایی بدون آلایندگی برای تولید انرژی می‌تواند تاثیراتی قابل توجه بر تغییرات اقلیمی داشته باشد.

برگرفته از سایت:

http://sinapress.ir/news/13935/%D8%A8%D9%87%D8%B1%D9%87%E2%80%8C%DA%AF%DB%8C%D8%B1%DB%8C-%D8%A7%D8%B2-%DA%AF%DB%8C%D8%A7%D9%87%D8%A7%D9%86-%D8%B5%D8%AD%D8%B1%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D9%88%D9%84%DB%8C%D8%AF-%D8%A8%D8%B1%D9%82

گیاهان منبع تولید "برق سبز"

پژوهشگران دانشگاه “واگنینگن” در هلند سرگرم تحقیق بروی گیاهانی هستند که بتوان از آنها بعنوان منبع الکتریسیته استفاده کرد. هزینۀ تحقیقاتی این طرح توسط موسسات تجاری تامین می شود. در این تحقیقات دانشمندان سعی می کنند با استفاده از فتوسنتز گیاهان، و ایجاد رابطه بین گیاه و منابع نوری مثل باتری، انرژی برق تولید کنند.

دانشمندان می گویند ۷۰ درصد از مواد آلی تولید شده در نتیجۀ عمل فتوسنتز توسط خود گیاه استفاده نمی شود و از طریق ریشه ها در زمین و فضای اطراف پخش می شود. بر اساس همین نظریه، تعدادی باتری در اطراف ریشه های گیاهان بکار گذارده می شود تا این مواد را جذب کنند. به این ترتیب، این مواد آلی پس از انتقال به باتری ها به انرژی برق تبدیل می شوند.

مارجولین هلدر، یکی از محققان این طرح می گوید: “صفحه های خورشیدی انرژی بیشتری در هر متر مربع تولید می کنند اما هدف ما کاستن از بهای تولید انرژی در آینده است. این سیستم که ما به روی آن کار می کنیم می تواند در برنامه ها و طرح های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد.”

این گیاهان که محققان آنها را “سلول های سوختی گیاهی” نامگذاری کرده اند، قابلیت استفاده در هر ابعادی را دارد. تعداد گیاهانی که در یک مقیاس ۱۵ متر مکعبی بکار برده می شوند توانایی تولید انرژی لازم برای یک کامپیوتر همراه را دارند. این دانشمندان همچنین در تلاشند تا از این روش در شالیزارها و تالاب ها که از نظر پوشش گیاهی، غنی هستند، استفاده کنند.

مارجولین هلدر می گوید: “این طرح کاربردهای زیادی دارد. تکنولوژی که ما به کار می بریم در همۀ سطوح قابل استفاد است. می توان از آن به روی سقف های ایزوله و یا منابع آب راکد با کاشتن گیاهان استفاده کرد. در مقیاس بزرگتر، برای استفاده در شالیزارها بسیار عالی است و همزمان می توان از این محیط های سبز هم به عنوان منبع غذایی و هم به عنوان منبع برق استفاده کرد.”

اولین نمونه از این سیستم که به نام “برق سبز” نامگذاری شده، در روی سقف یکی از بناهای دانشگاه واگنینگن نصب شده و محققان در حال رفع اشکالات این طرح و تکمیل آن هستند. چنانچه موفقیت این تحقیقات تضمین شود، از سال ۲۰۱۴ به صورت عمومی قابل بهره برداری خواهد بود.

به دست آوردن برق از گیاهان موضوع پایان نامۀ دکترای مارجولین هلدر بوده است که اکنون سرپرستی این تحقیقات را نیز به عهده دارد. وی می گوید با استفاده از این روش و کاشتن گیاهان در سقف یک خانه می توان تقریبا ۵۰ درصد از برق مورد نیاز آن را تامین کرد.

یرگفته از:

http://fa.euronews.com/2013/04/29/heats-shoots-and-leaves-electricity-from-living-plants