گروه علم و پیشرفت خبرگزاری فارس؛ تهران و اکثر شهرهای بزرگ ایران در هفته‌های اخیر با مشکل آلودگی هوا دست و پنجه نرم می‌کنند. در سال‌های اخیر کشورهای مختلف جهان از فناوری‌های مختلفی برای کاهش این مشکل و حتی غلبه بر آن بهره گرفته‌اند.

از جمله این راه حل‌های مبتنی بر فناوری می‌توان به استفاده از خودروهای برقی، هیبریدی، گاز مایع، هیدروژن سوز، جا‌انداختن فرهنگ استفاده مشترک از خودرو و کاهش تعداد منابع منتشرکننده گرما و آلودگی اشاره کرد. اما علاوه بر این روش‌ها باید به راه حل‌های دیگری که مبتنی بر فناوری هستند نیز توجه کرد که برخی از آنها به شرح زیر هستند:

مواد فتوکاتالیستی، ارزان و موثر

یک روش دیگر برای کاهش آلاینده‌های زیست محیطی متصاعدشده از طریق سوخت خودروها، استفاده از فناوری هایی است که ذرات معلق آلاینده را از باقیمانده سوخت که در هوا منتشر می‌شود، حذف می‌کنند. برخی شرکت‌های فناوری مواد فوتوکاتالیستی تولید می‌کنند که ذرات آلاینده معلق خارج شده از اگزور خودروها را در صورت وجود نور خورشید از بین می‌برند. ارزان بودن فوتوکاتالیست‌ها و سهولت استفاده از آنها مزیت رقابتی زیادی برای استفاده از آنها به وجود می‌آورد و لذا روز به روز در جهان در حال افزایش است. فوتوکاتالیست‌ها برای تصفیه و پاکسازی آب نیز کاربرد دارند.

در کشور نیز سابقه تولید رنگ‌های فوتوکاتالیستی که آلاینده‌های خطرناک و سرطان‌زای موجود در هوا را به مواد کم خطر تبدیل می‌کند، وجود دارد. این رنگ می‌تواند با استفاده از نور خورشید، آلاینده‌های فرار از جمله ترکیبات آروماتیک سرطان‌زا را تخریب کرده و به ماده کم خطر دی اکسید کربن تبدیل کند. برای این کار از نانو ذرات تیتان دی اکسید بهره گرفته می‌شود. زیرا این ماده که با روشی خاص به درون رنگ منتقل می‌شود، در مجاورت با هوا آلاینده‌های خطرناک را جذب کرده و هنگامی که در معرض نور قرار می‌گیرد ساختار این آلاینده‌ها را تخریب و آن‌ها را در نهایت تبدیل به دی اکسید کربن می‌کند که از آلایندگی بسیار کمتری نسبت به ترکیبات آروماتیک برخوردار بوده و غلظت مجاز آن در هوا بسیار بیشتر از ترکیبات آروماتیک است.

استفاده از سوخت‌های جدید

چنانچه گفته شد استفاده از سوخت‌های جایگزین مبتنی بر برق، هیدروژن و گاز برای حرکت وسایل نقلیه یک راه حل قابل توجه محسوب می‌شود. اما برای این کار باید خودروهای کاملا متفاوتی تولید شوند و زیرساخت‌های تازه ای برای سوخت رسانی به آنها در جهان ایجاد شود. در واقع سیستم‌های سوخت رسان کاملا متفاوت با خودروهای بنزین سوز و گازوئیل سوز چالشی جدی برای استفاده از این خودروها ایجاد می‌کنند. از همین رو باید روشی دیگر برای کاهش میزان آلایندگی خودروهای موجود در جهان با اصلاح سوخت مصرفی آنها در نظر گرفت.

یک روش قابل توجه در این زمینه استفاده از یک سوخت جدید مصنوعی "گاز به مایع" (GTL) است. این سوخت از گاز مایع به دست می‌آید و می‌تواند در خودروهای دیزلی به کار گرفته شود. نکته مهم این است که خودروهای دیزل برای استفاده از سوخت جی‌تی‌ال نیازی به تغییر و دستکاری موتور و صرف هزینه اضافی ندارند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که استفاده از سوخت جی تی ال در خودروهای سنگین مانند کامیون ها، اتوبوس ها، کشتی‌ها و غیره موجب کاهش انتشار گاز اکسید نیتروژن به میزان 5 تا 37 درصد و همین طور کاهش میزان انتشار ذرات معلق به میزان 10 تا 38 درصد می‌شود. مقدار دقیق این کاهش بستگی به عمر وسایل نقلیه دارد.

سوخت جی تی ال پیش از این به میزان قابل توجهی در سطح دنیا تولید شده و شرکت شل آن را در هلند در دسترس قرار داده است. اما استفاده گسترده از آن محدود به انگلیس است. شل می‌گوید فناوری آن برای تبدیل گاز طبیعی به سوخت‌های مایع باکیفیت به حفظ محیط زیست وکاهش گرمایش زمین کمک می‌کند و از این فناوری می‌توان برای تولید روغن موتور خودرو و نمونه‌های باکیفیت تری از پلاستیک، شوینده‌ها و مواد آرایشی استفاده کرد که سازگاری بیشتری با محیط زیست داشته باشند.

تولید سوخت جی تی ال به خصوص در کشورهایی مانند ایران که از منابع گاز طبیعی برخوردارند بسیار به صرفه است. شل ابداع این فناوری را از دهه 70 میلادی آغاز کرد و در سال 1993 اولین نیروگاه تولید جی تی ال را در مالزی تاسیس کرد. بزرگترین نیروگاه تولید جی تی ال در سال 2011 در قطر افتتاح شد.

برای تولید سوخت جی تی ال سه مرحله طی می‌شود. در مرحله اول گاز سنتز که مخلوطی از هیدروژن و مونوکسیدکربن است، از طریق اکسیداسیون جزئی از گاز طبیعی به دست می‌آید و ناخالصی‌های آن حذف می‌شوند. در مرحله دوم گاز سنتز با استفاده از کاتالیزور به هیدروکربن‌های مایع تبدیل می‌شود. در این مرحله مایعی تشکیل می‌شود که در دمای اتاق سالم باقی می‌ماند و مانند موم است. در مرحله نهایی نیز زنجیره مولکولی این مایع دستکاری می‌شود تا محصولاتی با خواص مطلوب مانند سوخت مایع، انواع روغن و غیره تولید شود.

افزودن هیدروژن به فرایند احتراق سوخت

یک روش دیگر کاهش انتشار گازهای مسموم و خطرناک، بهبود چرخه احتراق سوخت در وسایل نقلیه از طریق استفاده از مواد افزودنی مختلف است. به همین منظور فناوری موسوم به ای زیرو1 توسط شرکتی به نام CGON در انگلیس ابداع شده  که مبتنی بر تزریق مقدار کمی هیدروژن به مجرای مکش هوای خودروها است که موجب افزایش کیفیت احتراق سوخت می‌شود. آزمایش‌های انجام شده در این زمینه نشان می‌دهد بهره وری مصرف سوخت با استفاده از این روش افزایش یافته و در عین حال میزان انتشار آلاینده هایی مانند هیدروکربن‌ها و مونوکسید کربن و برخی انواع دیگر ذرات معلق کاهش می‌یابد. این فناوری نیز با صرف هزینه ای معقول قابل افزودن به خودروهای فعلی اعم از بنزین‌سوز و گازوئیل سوز است.