ثلاثة أضعاف كمية الهيدروجين المستخرج من الذرة
٨ أبريل ٢٠١٥
من المعروف أن الهيدروجين وقود صديق للبيئة، غير أن إنتاجه مكلف جداً ومعقد حتى الآن، سواءاً أنتج من الماء أم من الغاز الطبيعي، وهو ما جعل الباحثين تحت إشراف بيرسيفال تشانغ من معهد فيرجينيا بوليتكنك وجامعة بلاكسبورغ في الولايات المتحدة الأمريكية يدرسون إمكانية إنتاج الهيدروجين من نفايات المحاصيل الزراعية.
وقد نجح هؤلاء الباحثون في مضاعفة كمية الهيدروجين المستخلصة من هذه المحاصيل ثلاث مرات، حسبما أكدت نتائج دراسة نُشرت في مجلة "بروسيدنغز" التابعة للأكاديمية الأمريكية للعلوم. وأكد الباحثون أنهم يستطيعون استخراج أكبر كمية ممكنة من الهيدروجين الموجود في الكربوهيدرات الأكثر توفراً في أجزاء النباتات، وأوضحوا أن الطريقة التي طوروها تعتمد على استخدام 11 إنزيماً مختلفاً كمحفزات عضوية تشبه في فعاليتها إنتاج هذا الوقود بالطريقة الصناعية.
الاعتماد على بقايا جذوع نبات الذرة
واعتمد الباحثون بشكل أساسي في طريقتهم على بقايا جذوع نبات الذرة وأوراقه، إذ عالجوا هذه البقايا بطريقة معروفة بالفعل لدى العلماء المعنيين، وذلك باستخدام إنزيمات وأحماض مخففة بحيث تنقسم الكربوهيدرات طويلة السلسلة، كالسليولوز والزيلان، إلى جلوكوز وزيلوز(سكر الخشب)، وهما سكران بسيطا التركيب ويعلق بهما مجموعة من مركبات الفوسفات، قبل أن ينبعث الهيدروجين عبر تفاعلات إنزيمية ثم تتم إعادة تدوير جزيئات السكر تماماً بعد أن تكون قد تخلصت من الهيدروجين.
وتوصل الباحثون إلى الظروف المثلى لهذه الطريقة العلمية من خلال الحسابات الرياضية إلى جانب التجارب في المختبر، إذ طوروا نموذجاً حاسوبياً للتفاعلات المطلوبة، وذلك باستخدام عدد كبير من نتائج التجارب. وأوضح الباحثون أن هذه الطريقة التي طوروها تتميز عن الطرق السابقة بأنها تتخلى عن الإنزيمات الحساسة للحرارة، مما يجعل من الممكن استخدامها في ظل درجة حرارة 40 بدلاً من 32 درجة مئوية، ما يجعل الإنتاجية باستخدام هذه الطريقة مقاربة للإنتاجية الناتجة باستخدام الطرق الصناعية التي تعتمد على الغاز الطبيعي وصناعة الهيدروجين.
بيد أن الباحثين أكدوا في الوقت ذاته أن الوقت ما يزال طويلاً أمام استخدام هذه الطريقة بشكل عملي وأنهم حصلوا باستخدام هذه الطريقة على أكبر قدر ممكن من الهيدروجين بعد تفاعل دام 78 ساعة، ولكنهم يأملون أن يصبحوا قادرين مستقبلاً على استخدام إنزيمات مستقرة حرارياً لتسريع التفاعل من خلال زيادة درجة الحرارة.
ع.ش/ ي.أ (د ب أ)