طريقة مبتكرة لتعزيز إنتاجية «الديزل الحيوي» من بذور «الجاتروفا» بمصر

بذور الجاتروفا (الباحثة سهى أمين عبدالله)
بذور الجاتروفا (الباحثة سهى أمين عبدالله)
TT
20

طريقة مبتكرة لتعزيز إنتاجية «الديزل الحيوي» من بذور «الجاتروفا» بمصر

بذور الجاتروفا (الباحثة سهى أمين عبدالله)
بذور الجاتروفا (الباحثة سهى أمين عبدالله)

اكتسبت زراعة «الجاتروفا» زخماً في مصر أخيراً، باستخدام مياه الصرف الصحي في المناطق الصحراوية بصعيد مصر والوادي الجديد. ونبات «الجاتروفا» من المحاصيل غير الغذائية، يُزرع في الأراضي شبه القاحلة، ويعيش في الأرض لمدة 50 عاماً، وينتشر بوصفه محصولاً لإنتاج الطاقة البديلة الصديقة للبيئة.

ويعد المناخ الأفريقي أفضل مناخ استوائي جاف لإنتاج هذه النبتة، عبر استغلال الأراضي الصحراوية الشاسعة.

ومن خلال التركيز على بذور الجاتروفا، المعروفة بتحملها للجفاف، ونموها السريع، ومحتواها العالي من الزيت، سعى فريق بحثي من جامعة «بنها» في مصر، إلى تعزيز إنتاجية وكفاءة إنتاج الوقود الحيوي من بذور الجاتروفا.

ونجح الباحثون في زيادة إنتاج الزيت الحيوي والديزل الحيوي من بذور الجاتروفا المصرية من خلال استخدام أحدث طرق المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية والميكروويف، ونشرت النتائج، في العدد الأخير من دورية «ساينتفك ريبورتس».

الباحثون استخدموا أحدث طرق المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية والميكروويف (جامعة بنها)
الباحثون استخدموا أحدث طرق المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية والميكروويف (جامعة بنها)

عالمياً، تبلغ المساحة المزروعة بالجاتروفا حوالي 900 ألف هكتار، بينها 760 ألف هكتار في آسيا، و120 هكتارًا في أفريقيا، و20 ألف هكتار في أميركا اللاتينية، وفق الدراسة.

وتُعد جميع المناطق الصحراوية بمحافظات الصعيد والوادي الجديد في مصر، مناسبة لزراعة الجاتروفا، وتبلغ مساحة هذه الأراضي الهامشية المزروعة بالجاتروفا في مصر حالياً 844 هكتاراً، حسب الباحثين.

وقود الديزل الحيوي

ويعرّف الوقود الحيوي، على أنواعه، بأنه الطاقة المستدامة ‏التي تصنف بوصفها لاعبا رئيسيا في مصادر الطاقة المتجددة، في ظل تزايد الاهتمام بالبحث عن مصادر صديقة للبيئة للوقود الأحفوري.

ومن بين أنواع الوقود الحيوي، هناك اهتمام بوقود الديزل الحيوي، وهو زيت يتم استخلاصه من النبات ويستخدم بديلا للديزل البترولي أو ممزوجا به في السيارات ‏والأساطيل الصناعية بمحركات الديزل.

تقول سهى أمين عبد الله، الباحثة المشاركة بالدراسة من قسم الهندسة الزراعية والنظم الحيوية، بكلية الزراعة جامعة بنها: «وقود الديزل الحيوي هو سائل يتم الحصول عليه من خلال العمليات الكيميائية من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية، ويمكن استخدامه في محركات الديزل بمفرده أو يكون ممزوجاً بوقود الديزل التقليدي بنسبة 20 في المائة».

وتضيف لـ«الشرق الأوسط» أن «وقود الديزل الحيوي يتمتع بكثير من المزايا بوصفه بديلا لوقود الديزل، أبرزها أنه يأتي من مصدر متجدد، كما أنه منخفض السمية، ولديه قابلية للتحلل، بالإضافة لانخفاض انبعاثاته، وانخفاض مخاطره الصحية، حيث لا يحتوي على ثاني أكسيد الكبريت وهو غاز ملوّث للهواء، ينتج عن حرق الوقود الأحفوري، بما في ذلك الفحم والنّفط والغاز».

ويمكن استخلاص وقود الديزل الحيوي من زيت بذور اللفت وزيت النخيل وزيت جوز الهند وزيت دوار الشمس أو الزيوت غير الصالحة للأكل مثل الجاتروفا والخروع.

وبالإضافة لاستخدامه وقودا حيويا، يعد زيت الجاتروفا مصدراً مهماً لإنتاج وقود الديزل الحيوي في مصر بوصفه منتجاً مستداماً؛ لأنه يمكن زراعته في ظروف مختلفة، وهو زيت متجدد لا ينافس في سوق المواد الغذائية، وفق سهى أمين. وأضافت أن ما يميز وقود الديزل الحيوي من بذور الجاتروفا أيضا أن حرارة احتراقه قريبة جداً من حرارة احتراق وقود الديزل العادي، كما أنه صديق للبيئة، حيث إنه خال من الكبريت وقابل للتحلل.

طرق الاستخلاص

ويمكن استخلاص زيت الجاتروفا من البذور بعدة طرق، مثل الطرق الميكانيكية مثل العصر على البارد، والعصر الساخن، بالإضافة للاستخلاص باستخدام المذيبات، لكن الطرق الحديثة تعتمد على الاستخلاص باستخدام الموجات فوق الصوتية لكسر جدران الخلايا النباتية وزيادة استخراج الزيت من البذور.

وتنتج نبتة الجاتروفا التي تنتمي إلى عائلة «الفربيون» كمية كبيرة من الزيت من بذورها، هذا الزيت غير صالح للأكل بسبب وجود مركب سام بالنسبة للبشر، وبالتالي أصبح الزيت مصدراً جذاباً للغاية لوقود الديزل الحيوي.

ويتراوح محتوى الزيت في بذور الجاتروفا من 30 إلى 50 في المائة من وزن البذرة ويتراوح من 45 إلى 60 في المائة من وزن النواة نفسها.

وأثبتت نتائج الدراسة أن أعلى إنتاجية لزيت الجاتروفا الحيوي وصلت إلى (25.1 في المائة) عند درجة حرارة استخلاص 120 درجة مئوية وسرعة لولبية 60 دورة في الدقيقة.

وفيما يتعلق باستخدام طرق المعالجة المسبقة بجهاز الموجات فوق الصوتية وجهاز الميكروويف، أضافت الدراسة أن نسبة التحسن بلغت 5.03 في المائة نتيجة المعالجة بالميكروويف و6.75 في المائة للموجات فوق الصوتية.

وأخيراً، خلصت النتائج إلى أن إنتاج 1 كلغم من وقود الديزل الحيوي يحتاج إلى 1.1 كلغم من الزيت الخام. وبخلاف إنتاج وقود الديزل الحيوي، تتمتع نبتة الجاتروفا بكثير من الخصائص المفيدة، مثل استخدامها لإنتاج مواد التنظيف، ومستحضرات التجميل، والأصباغ، والأسمدة العضوية، والأدوية المختلفة. كما يتم استخدام أوراقها علفا لدودة القز من بين استخدامات أخرى، وهي شجرة سريعة النمو وسهلة التكاثر.


مقالات ذات صلة

دراسة: استخدام الهواتف الذكية يقلل خطر الإصابة بالخرف لدى كبار السن

يوميات الشرق استخدام التكنولوجيا الرقمية يرتبط بانخفاض خطر الإصابة بالضعف الإدراكي (رويترز)

دراسة: استخدام الهواتف الذكية يقلل خطر الإصابة بالخرف لدى كبار السن

زعم البعض أن التكنولوجيا الرقمية قد تؤثر سلباً على القدرات الإدراكية، لكن باحثين من جامعة بايلور الأميركية اكتشفوا عكس ذلك تماماً.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا تتيح الميزة الجديدة من «تشات جي بي تي» للمستخدمين عرض وتنظيم جميع الصور المُولّدة بالذكاء الاصطناعي في مكان واحد (شاترستوك)

«أوبن إيه آي» تطلق مكتبة صور في «تشات جي بي تي» لتعزز تجربة المستخدم

تحديث جديد في «تشات جي بي تي» يتيح عرض وتعديل جميع الصور المُولّدة بالذكاء الاصطناعي دون تكلفة إضافية.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا يتطلب تحقيق الاستدامة نهجاً شاملاً يشمل الابتكار التكنولوجي وإطالة عمر المعدات وتعاوناً بين جميع أطراف سلسلة التوريد (شاترستوك)

تقرير جديد: 165 % زيادة متوقعة في استهلاك الطاقة بسبب الذكاء الاصطناعي عام 2030

تقرير «سيغايت» يكشف عن تصاعد الضغط على مراكز البيانات بفعل الذكاء الاصطناعي، ويدعو إلى حلول توازِن بين الكفاءة والاستدامة عبر الابتكار والمسؤولية المشتركة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا واجه مستخدمو «آيفون» خللاً في خدمة «كاربلاي» اللاسلكي بعد تحديث «iOS 18.4» الذي تسبب في فشل الاتصال بالسيارة أو انقطاعه المفاجئ أثناء القيادة (آبل)

تحديث «آبل» (iOS 18.4.1) يحل مشكلة «كاربلاي» ويغلق ثغرات أمنية خطيرة

أدت المشكلة إلى فشل الاتصال بين الجهاز ونظام الوسائط في السيارة أو انقطاعه بشكل مفاجئ أثناء الاستخدام.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
تكنولوجيا إطلاق «XChat» أتي ضمن خطة ماسك لتحويل «X» إلى تطبيق شامل «سوبر آب» (إكس)

منصة «إكس» تختبر خدمة «XChat» لمنافسة «واتساب»

يُنظر إلى هذا التحول بوصفه خطوة جديدة في طريق تحويل منصة «X» إلى ما يُعرف بـ«السوبر آب» (Super App)

عبد العزيز الرشيد (الرياض)

علماء صينيون يؤكدون «عطش» الجانب البعيد من القمر

الصين أول دولة تستكشف جانب القمر البعيد عن الأرض
الصين أول دولة تستكشف جانب القمر البعيد عن الأرض
TT
20

علماء صينيون يؤكدون «عطش» الجانب البعيد من القمر

الصين أول دولة تستكشف جانب القمر البعيد عن الأرض
الصين أول دولة تستكشف جانب القمر البعيد عن الأرض

يختلف الجانب البعيد من القمر -وهو الجزء الذي لا يواجه الأرض أبداً- اختلافاً يشوبه الغموض، عن الجانب القريب له. فهو مليء بالفوهات، وله قشرة أكثر سمكاً، ومساحة أقل من «البحر البركاني»، أو السهول التي تشكلت فيها الحمم البركانية، كما كتبت كاترينا ميلر (*).

عينات القمر الصينية

ويقول العلماء الآن إن هذا الاختلاف قد يكون أعمق مما يبدو على السطح.

وباستخدام عينة قمرية تم الحصول عليها العام الماضي، يعتقد باحثون صينيون أن باطن الجانب البعيد من القمر قد يكون أكثر جفافاً من جانبه القريب. وقد يقدم اكتشافهم، الذي نُشر في مجلة «نيتشر» الأسبوع الماضي، صورة أوضح لكيفية تشكل وتطور الكرة اللؤلؤية التي نعجب بها في سماء الليل على مدى مليارات السنين.

يبدو أن اختلاف محتوى الماء داخل الجانبين البعيد والقريب من القمر «متسق بشكل متصادف» مع الاختلافات في سمات سطح كل من نصفي القمر، وفقاً لسين هو Sen Hu، الباحث في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين الذي توصل إلى النتائج الجديدة، والذي قال: «إنه أمرٌ مثيرٌ للاهتمام».

فرضيات جفاف القمر

حتى تسعينات القرن الماضي، كان يُعتقد أن القمر جافٌّ تماماً. ثم بدأ العلماء باكتشاف آثارٍ للماء على سطحه. وقد تأكدت هذه الآثار عندما صدمت وكالة «ناسا» الأميركية صاروخاً في القطب الجنوبي للقمر عام 2009.

ومنذ ذلك الحين، أشارت الدراسات إلى وجود جليدٍ يغطي معظم سطح القمر. كما عُثر على ماءٍ في الوشاح، وهو طبقةٌ من القمر تقع أسفل القشرة وفوق النواة.

ريادة الصين

أصبحت الصين في يونيو (حزيران) الماضي، أول دولةٍ تُعيد عينةً من الجانب البعيد للقمر. إذ قامت سفينة «تشانغ آه-6»، وهي السادسة في سلسلةٍ من بعثات استكشاف القمر الصينية، باستخراج وحفر أكثر من 4 أرطال من الريغوليث regolith من حوض أيتكين في القطب الجنوبي، وهو أعمق فوهةٍ على سطح القمر.

كان أحد أهداف هذه البعثة وغيرها تقدير كمية المياه في أعماق القمر، ما يُساعد العلماء على دراسة ماضيه. فالطبقة الداخلية للقمر أقل تأثراً بالعمليات التي يُمكن أن تُؤثر على سطحه. وبعد عودة عينات «تشانغ آه-6»، إلى الأرض، بحث الباحثون عن البازلت البحري، أو حبيبات الحمم البركانية المتصلبة التي انفجرت من داخل وشاح القمر.

جانبا القمر: جاف ورطب

واحتوى بعض هذا البازلت، وهي مواد يصل عمرها إلى 2.8 مليار سنة، على الزبرجد الزيتوني (معدن الأوليفين) olivine، وهو بلورة تشكلت مع تبريد الصهارة القديمة داخل القمر، مما حفظ معلومات حول تركيب الوشاح في مراحل مبكرة من تاريخ القمر.

مكّنت كمية الهيدروجين المحبوسة في الزبرجد الزيتوني العلماء من استنتاج كمية الماء الموجودة في الوشاح آنذاك: ما بين 1 و1.5 غرام من الماء لكل مليون غرام من الصخور القمرية.

كانت القياسات السابقة للعينات التي جُمعت من الجانب القريب من القمر -من الولايات المتحدة والاتحاد السوفياتي، وأخيراً الصين- أكثر رطوبةً بما يصل إلى 200 مرة.

وقال هو إن الاختلاف الواضح في نطاقات محتوى الماء المستمد من عينات الجانبين القريب والبعيد من القمر قد يشير إلى أن الجزء غير المرئي من القمر على الأرض أكثر جفافاً بشكل عام.

محدودية المعلومات

ووصف شواي لي، عالم جيولوجيا الكواكب في جامعة هاواي في مانوا، الذي يدرس المياه على سطح القمر، النتائج بأنها «مثيرة للاهتمام للغاية». لكنه أشار إلى أنه لا يمكن استخلاص سوى معلومات محدودة من عينة واحدة. وقال لي، الذي لم يشارك في العمل: «من الصعب الجزم بما إذا كان الجانب البعيد أكثر جفافاً من الجانب القريب».

تفسير الاختلافات في نسبة المياه

أحد السيناريوهات التي اقترحها فريق «تشانغ إي-6» لتفسير الاختلافات الداخلية هو أن الاصطدام الذي نتج عنه حوض القطب الجنوبي-أيتكين كان قوياً بما يكفي لقذف الماء وعناصر أخرى إلى الجانب القريب من القمر، مما أدى إلى استنزاف كمية المياه على جانبه البعيد.

وهناك فكرة أخرى مفادها أن البازلت من عينة «تشانغ إي-6» يأتي من جزء أعمق وأكثر جفافاً من وشاح القمر.

تصورات علمية

وقال ماهيش أناند، عالم الكواكب في الجامعة المفتوحة بإنجلترا، الذي لم يشارك في الدراسة ولكنه ساعد في تقدير محتوى الماء في باطن القمر من عينة الجانب القريب التي جمعتها الصين بواسطة مهمة «تشانغ آه-5» عام 2020: «أعتقد أن هذا (الافتراض) أكثر واقعية».

كما أشاد أناند بدقة الباحثين، الذين اختاروا بعناية مئات الجسيمات من عينة «تشانغ آه-6»، والتي يقل امتدادها جميعاً عن سدس البوصة (0.4 سنتيمتر)، لتقدير وفرة الماء. وأضاف: «إن القدرة على فعل ذلك شاقة للغاية، وتتطلب الكثير من العمل المتطور والدقيق».

وسيساعد مزيد من العينات من مواقع مختلفة، التي تجمعها البعثات القمرية المستقبلية، العلماء على تحديد ما إذا كان باطن الجانب البعيد جافاً بشكل موحد، أو ما إذا كان مختلفاً بين منطقة وأخرى.

* خدمة «نيويورك تايمز».

حقائق

200

مرة أكثر... تبلغ الرطوبة في الجانب القريب من القمر مقارنةً بالبعيد منه