المفاعلات الأيونية.. كيف يمكن إنتاج طاقة نظيفة من حرق المخلفات؟ (مقابلة)
عند الحديث عن استغلال المخلفات الزراعية والصلبة بوصفها حلولا لأزمة الطاقة، تُثار ملاحظات تتعلق بحرق هذه المخلفات، وإن كان يخلف طاقة رخيصة الثمن، فإنه من ناحية أخرى يتسبب في زيادة الانبعاثات الكربونية.
هذه المشكلة نجح الدكتور تامر إسماعيل، الأستاذ في كلية الهندسة جامعة قناة السويس بمصر، في حلها، بالتعاون مع باحثين من معهد طوكيو للتكنولوجيا، وذلك عبر مفاعل أيوني حيوي، ينتج الطاقة بطريقة اقتصادية وغير ملوثة للبيئة.
وانتهى إسماعيل، بالتعاون مع رفاقه في اليابان، من إنتاج نموذج أولي من المفاعل، وذلك بعد نحو عام من الحصول على براءة اختراع، فما هي فكرة هذا المفاعل، وكيف يمكن إنتاجه بشكل اقتصادي، وما الذي يميّزه عن المفاعلات الموجودة حاليا؟.. كل هذه الأسئلة وغيرها يجيب عنها إسماعيل في مقابلة خاصة مع "العين الإخبارية".
بداية: ماذا تعني كلمة مفاعل أيوني حيوي؟
كلمة مفاعل أيوني، تعني أننا نقوم بتأيين الهواء، وذلك لإكساب العنصر النشط فيه، وهو الأكسجين، إلكترونيات سالبة، وهذا من شأنه أن يحول الأكسجين إلى عنصر شديد الأكسدة (Superoxide)، بما يساعد على الإسراع من التحويل الكيميائي الحراري للمخلفات، ويعطي وقودا ذا جودة عالية، وبكمية أكبر من المفاعلات التقليدية.
تتم من خلال جهاز صغير جدا تم تصنيعه في اليابان، ويوجد في تصميم المفاعل، ويقوم هذا الجهاز بتأيين الهواء في أثناء دخوله إلى المفاعل، وهي الميزة التي تسرع عملية التحويل الكيميائي الحراري، وتنتج وقودا بكمية أكبر وجودة أعلى تفوق المفاعلات التقليدية.
هل يمكن أن تشرح لنا بالتفصيل آلية عمل المفاعل؟
أي احتراق يحتاج إلى ثلاثة عناصر، وهي الوقود والعامل المؤكسد (الهواء) والحرارة، وتركز الأبحاث في المفاعلات على نوعية الوقود المستخدم هل هو تقليدي أو بديل، والحرارة هل يتم رفعها أو خفضها، ولم يتم التطرق إلى العامل المؤكسد، وهو الهواء، وكل ما تم تجريبه في هذا الإطار هو تسخين الهواء فقط قبل دخوله المفاعل، بدلا من استخدام هواء بدرجة حرارة الجو، والميزة لهذا الاختراع هو أنه عمل على عنصر الهواء الذي لم يتم الالتفات إليه كثيرا، وذلك عن طريق تأيينه.
وما الفارق بين المفاعل الأيوني وغيره من المفاعلات؟
الفارق في ثلاثة عناصر، أولها كمية الوقود الناتج، حيث تكون كمية الوقود الناتجة عن المفاعل الأيوني أعلى بنسبة 25 % من أي مفاعل تقليدي، والعنصر الثاني، يتعلق بالجودة العالية لهذا الوقود لاحتوائه على كربون وهيدروجين أعلى (هيدروكربون)، وهو ما يجعله مناسبا لكثير من الاستخدامات في الأفران والمصانع ومحطات الكهرباء والمولدات وخلافه، وإضافة لهذه المزايا المهمة، توجد ميزة تتعلق بالبيئة ونواتج عملية الاحتراق، فالانبعاثات الصادرة عن المفاعل أقل من المسموح بها وفق المقاييس اليابانية، ونواتج عملية التفاعل، عبارة عن رماد به نسبة من السيراميك، تؤهله ليدخل في صناعات مثل الأسمنت وفي عمليات مثل رصف الطرق.
وهل كفاءة الوقود الناتج عن المخلفات الزراعية تعادل كفاءة الآخر الذي يكون مصدره البلاستيك؟
أبحاثنا تم إجراؤها على الأخشاب والبقايا الزراعية والقمامة، وتشير إلى أن هذه المكونات الثلاثة بنفس الكفاءة، ونجري حاليا دراسات للتأكد من أنه يعمل بنفس الكفاءة مع مخلفات أخرى مثل البلاستيك ونفايات المستشفيات.
وهل مثل هذه المفاعلات آمنة؟
تجاربنا تؤكد أن جدران المفاعل لا تكون ساخنة في أثناء الاحتراق، وذلك لأن الهواء المتأين ينقل عملية التفاعل إلى وسط المفاعل بعيدا عن الجدران، ما يؤكد أن نسبة الأمان متوافرة خلال التحويل الكيميائي الحراري للمفاعل.
وماذا عن فرص إنتاج مفاعل ضخم لإنتاج الوقود؟
حصلنا على براءة اختراع من خلال مفاعل صغير للغاية، ثم تم إنشاء نموذج أولي أكبر لإثبات المفهوم، وكل الأبحاث التي أُجريت على النموذج المصغر والأولي تؤكد أننا أمام عمل واعد يستحق الاهتمام الرسمي.
aXA6IDMuMTMzLjEwOC4xNzIg
جزيرة ام اند امز
