Maji, mafuta na sayansi katika remix mpya
Maji, mafuta na sayansi katika remix mpya
Maji, mafuta na sayansi katika remix mpya
…Sayansi inajaribu kurudia muujiza wa kisayansi katika juhudi mpya ya kubadilisha maji na misombo yake kuwa nishati.
Uchumi na siasa za nishati ya mafuta huhitimu kwa urahisi kama suala la mada zaidi kwenye sayari. Mafuta, ambayo wakati mwingine yanafichwa nyuma ya itikadi na maneno madhubuti, ndio sababu kuu ya vita vingi vya kisasa.
Shirika la Kimataifa la Nishati linakadiria mahitaji ya wastani duniani kote ya mafuta na mafuta ya kioevu karibu mapipa milioni 96 kwa siku. Hii ni sawa na zaidi ya lita bilioni 15.2 za mafuta zinazotumiwa kwa siku moja pekee. Kwa kuzingatia umuhimu wake wa kimkakati na kiu isiyotosheka duniani ya mafuta, mtiririko thabiti wa mafuta ya bei nafuu na utafutaji wa vyanzo mbadala vya nishati umekuwa jambo la lazima duniani kote.
Jaribio la kubadilisha maji kuwa mafuta ni moja wapo ya udhihirisho wa mpangilio huu mpya wa ulimwengu wa nishati, na limeruka haraka kutoka kwa kurasa za hadithi za kisayansi hadi maabara halisi ya majaribio na mbali zaidi ya mipaka ya maeneo ya mafuta.
Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts (MIT) na Taasisi ya Masdar zimeshirikiana na kusogeza hatua karibu na kubadilisha maji kuwa chanzo cha mafuta kupitia mchakato wa kisayansi unaogawanya maji kwa kutumia miale kutoka kwa mwanga wa jua. Ili kufikia ufyonzaji bora zaidi wa nishati ya jua, uso wa maji umesanidiwa katika nanokoni zilizobinafsishwa na vidokezo sahihi vya ukubwa wa nanomita 100. Kwa njia hiyo, zaidi ya nishati ya jua inayowaka inaweza kugawanya maji katika vipengele vya mafuta vinavyoweza kubadilishwa. Mzunguko huu wa nishati unaoweza kugeuzwa utakuwa unatumia mwanga wa jua kama chanzo cha nishati kwa mgawanyiko wa chemikali ya maji hadi oksijeni na hidrojeni inayoweza kuhifadhiwa.
Kanuni hiyo hiyo ya teknolojia inatumiwa na timu ya watafiti kuunda nishati isiyo na kaboni. Kwa kuwa hakuna hidrojeni ya kijiolojia inayotokea kiasili, uzalishaji wa hidrojeni kwa sasa unategemea gesi asilia na nishati nyinginezo za kisukuku kutoka kwa mchakato wa nishati nyingi. Jitihada za sasa za utafiti zinaweza kuona chanzo safi cha hidrojeni kikizalishwa kwa kiwango cha kibiashara katika siku za usoni.
Timu ya kimataifa ya kisayansi inayoendesha mradi huu wa futurism ya nishati inajumuisha Dk. Jaime Viegas, profesa msaidizi wa uhandisi wa mifumo midogo katika Taasisi ya Masdar; Dk. Mustapha Jouiad, meneja wa kituo cha hadubini na mwanasayansi mkuu wa utafiti katika Taasisi ya Masdar na profesa wa uhandisi wa mitambo wa MIT, Dk. Sang-Gook Kim.
Utafiti kama huo wa kisayansi pia unafanyika katika Maabara ya Kitaifa ya Caltech na Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), ambapo wanatayarisha mchakato ambao una uwezo wa kufuatilia haraka ugunduzi wa vibadala vya nishati ya jua kwa ajili ya mafuta, makaa ya mawe na mafuta mengine ya kawaida ya kisukuku. Kama utafiti wa MIT, mchakato huo unajumuisha kugawanya maji kwa kutoa atomi za hidrojeni kutoka kwa molekuli ya maji na kisha kuichanganya tena pamoja na atomi ya oksijeni kutoa mafuta ya hidrokaboni. Photoanodes ni nyenzo ambazo zinaweza kugawanya maji kwa kutumia nishati ya jua kuunda nishati ya jua inayotumika kibiashara.
Zaidi ya miaka 40 iliyopita, ni 16 tu ya vifaa hivi vya gharama nafuu na vyema vya photoanode vimepatikana. Utafiti wa kina katika Berkeley Lab umesababisha ugunduzi wa photoanodes mpya 12 zinazoahidi kuongeza kwa 16 za awali. Matumaini ya kuzalisha mafuta kutoka kwa maji kupitia matumizi haya ya sayansi yameongezeka sana.
Kutoka kwa matumaini hadi ukweli
Juhudi hii ya kubadilisha maji kuwa mafuta imeruka hata zaidi kutoka kwa maabara ya sayansi hadi sakafu halisi ya uzalishaji viwandani. Nordic Blue Crude, kampuni yenye makao yake makuu nchini Norway, imeanza kuzalisha mafuta ya hali ya juu ya syntetisk na bidhaa nyinginezo za kubadilisha visukuku kulingana na maji, dioksidi kaboni na nishati mbadala. Timu kuu ya mafuta ya asili ya Nordic Blue Crude inaundwa na Harvard Lillebo, Lars Hillestad, Bjørn Bringedal na Terje Dyrstad. Ni kundi linalofaa la ujuzi wa uhandisi wa sekta ya mchakato.
Kampuni inayoongoza ya uhandisi wa nishati nchini Ujerumani, Sunfire GmbH, ndiyo mshirika mkuu wa teknolojia ya viwanda nyuma ya mradi huo, kwa kutumia teknolojia ya mwanzo ambayo inabadilisha maji kuwa nishati ya syntetisk na kutoa ufikiaji tajiri wa dioksidi safi ya kaboni. Mashine ambayo hubadilisha maji na kaboni dioksidi kuwa mafuta ya petroli ya syntetisk ilizinduliwa na kampuni mwaka jana. Mashine ya mapinduzi na ya kwanza duniani, hufanya ubadilishaji kuwa hidrokaboni kioevu petroli ya syntetisk, dizeli, mafuta ya taa na hidrokaboni kioevu, kwa kutumia teknolojia ya kisasa ya nguvu hadi kioevu.
Ili kupata mafuta haya mapya sokoni kwa haraka zaidi na kuwekwa katika matumizi mengi, Sunfire pia imeshirikiana na baadhi ya mashirika yenye ushawishi mkubwa duniani ikiwa ni pamoja na Boeing, Lufthansa, Audi, L'Oreal na Total. Nico Ulbicht, mtendaji mkuu wa mauzo na masoko wa kampuni ya Dresden, alithibitisha kwamba "teknolojia bado inaendelezwa na bado haipatikani sokoni."
