شاهد.. أول غشاء اصطناعي لفصل النفط الخام

النفط الخام هو منتج بترولي غير مكرر يحدث بشكل طبيعي ويتم تكريره لإنتاج منتجات قابلة للاستخدام، مثل البنزين والديزل وأشكال مختلفة من البتروكيماويات.
ومع ذلك؛ فإن الإجراءات المستخدمة لصنع هذه المنتجات الثانوية هي مصدر مهم للملوثات في الهواء والماء والتربة، إضافة إلى ذلك، فهو إجراء واسع النطاق ومكثف للطاقة يمثل حوالي واحد بالمائة من استخدام الطاقة في العالم.
طوّر علماء من معهد جورجيا للتكنولوجيا، إمبريال كوليدج لندن، وإكسون موبيل، أول غشاء اصطناعي لفصل النفط الخام وجزيئات النفط الخام لتقليل انبعاثات الكربون واستخدام الطاقة المرتبطة بتكرير النفط الخام.
تستبدل التكنولوجيا التقنية الأغشية منخفضة الطاقة بخطوات محددة في عملية التكرير، من المتوقع أن يساهم في نظام التكرير الهجين الذي يمكن أن يساعد في الحد من انبعاثات الكربون واستهلاك الطاقة بشكل
كبير مقارنة بعمليات التكرير التقليدية.
يتم استخدام تكنولوجيا الأغشية بشكل عام في تطبيقات مثل تحلية مياه البحر، ولكن تعقيد تكرير البترول، منذ وقت ليس ببعيد، قيد استخدام الأغشية، للتغلب على هذا الاختبار، طبقت مجموعة الاستكشاف بوليمر آخر على السطح لإنشاء طبقات جاهزة لفصل خليط الهيدروكربونات المعقدة التي تتكون منها النفط الخام من خلال استخدام الضغط بدلاً من الحرارة.
قام العلماء بموازنة عدة عوامل لخلق التركيبة الصحيحة للذوبان، والتي تمكن من تكوين الأغشية من خلال معالجة بسيطة وقابلة للتطوير، والصلابة الهيكلية، ما يسمح لبعض الجزيئات الصغيرة بالمرور بسرعة أكبر من غيرها.
أثبت العلماء أن المواد تحتاج إلى كمية صغيرة من المرونة
الهيكلية لتحسين التمييز في الحجم، بالإضافة إلى القدرة على أن تكون "لزجة" قليلاً تجاه أنواع معينة من الجزيئات التي توجد بكثرة في النفط الخام.
بعد تصميم البوليمرات الجديدة وتحقيق بعض النجاح مع خليط البنزين الاصطناعي ووقود الطائرات ووقود الديزل، قرر الفريق محاولة فصل عينة من النفط الخام، اكتشفوا أن الغشاء الجديد فعال في استعادة البنزين ووقود الطائرات من الخليط المعقد.
قال أندرو ليفينجستون، من قسم الهندسة الكيميائية في إمبيريال: "يتمتع فريقنا بالفعل بخبرة في جلب تكنولوجيا الأغشية إلى السوق، مع اختراعنا السابق لترشيح نانو المذيبات العضوية، والذي يستخدم على نطاق واسع في الصناعات الدوائية والكيميائية.
أضاف المؤلف المشارك الدكتور رايان ليفلي في Georgia Tech: "لقد جمعنا بين العلوم الأساسية والكيمياء، وأساسيات تصنيع الأغشية التطبيقية، والتحليل الهندسي لكيفية عمل الأغشية، تمكنا من الانتقال من مساحيق ملليجرام إلى وحدات نمطية غشائية في عوامل الشكل التجاري التي تم تحديها بالنفط الخام الحقيقي، كان من الرائع رؤية خط أنابيب الابتكار هذا قيد التنفيذ".