تصنيع إطارات السيارات الكهربائية من الإيثانول.. تقنية جديدة – الطاقة

تتلقّى الجهود الرامية لتصنيع إطارات السيارات الكهربائية دفعة قوية بفضل نتائج أبحاث مبشّرة خلصت إلى إمكان استعمال الإيثانول في إنتاج تلك الإطارات بطريقة مستدامة؛ ما يعزّز جهود إزالة الانبعاثات من قطاع النقل.

ويتعاون في تطوير التقنية مختبر المحيط الهادئ الشمالي الغربي الوطني بي إن إن إل (PNNL) الأميركي، بالتعاون مع شركة بريدجستون (Bridgestone)، وهي تعتمد على استعمال مركب البيوتادين المستخرَج بطريقة مستدامة من الإيثانول في تصنيع إطارات السيارات، بدلًا من الاستعانة بالبيوتادين المشتق من الوقود الأحفوري.

ولإنجاز هذا الهدف يستعمل “بي إن إن إل” محفزًا يتسم بالكفاءة والفاعلية من حيث التكلفة، لإنجاز عملية تحويل الإيثانول إلى البيوتادين، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وبينما تبدو السيارات الكهربائية تقنية نظيفة للوهلة الأولى، إلا أن إطاراتها تطلق مواد بلاستيكية دقيقة، وملوثات أخرى للبيئة الطبيعية، ما يجعل الصورة البراقة لتلك التقنية الخضراء غير مكتملة.

المطاط الاصطناعي

تركز شركة بريدجستون المصنعة لإطارات السيارات جهودها على تصنيع إطارات السيارات الكهربائية المستدامة، باستعمال المطاط الاصطناعي المشتق من كل شيء باستثناء النفط الخام.

وهيمنت الإطارات المصنعة من المطاط الطبيعي على صناعة السيارات قديمًا، وتحديدًا منذ القرن الـ19، ومع ذلك فإن الإطارات الأكثر استدامة حاليًا ليس بالضرورة أن تكون مصنعة من المطاط النباتي.

ولم يقتحم سوى نوع واحد فقط من النباتات المنتجة للمطاط وهي شجرة الهيفيا البرازيلية، السوق التجارية للمطاط، وإن كانت سمعتها مرتبطة بتفشي الأمراض وتغير المناخ وقضايا التصحر.

وتتفاقم تلك المشكلات بالتوازي مع الطلب المتزايد على المطاط، غير أنه من الممكن أن يساعد تنويع سلسلة توريد المطاط الطبيعي على تحقيق الاستدامة.

بدائل أخرى

من بين البدائل الأخرى المرشحة لتصنيع المطاط التي ما تزال قيد الاستكشاف فول الصويا، ونبات الغوايول، والهندباء، لكنها ما تزال بعيدة كل البعد عن التوسع لتلبية الطلب.

وخلال القرن العشرين، شرع مصنعو الإطارات في إضافة نسخة صناعية إلى المطاط الطبيعي، وهو البيوتادين، وهو منتج ثانوي لعملية تكرير النفط.

لكن استعمال البيوتادين أثار مخاوف إزاء سلسلة الإمدادات؛ بالنظر إلى أن وتيرة إنتاج النفط ما إن تبدأ في التباطؤ، ستقل معها -بالتالي- إمدادات تلك المادة.

إطارات السيارات الكهربائية المستدامة

لحل معضلة استعمال البيوتادين المشتق من النفط في تصنيع إطارات المركبات الكهربائية، نجح الباحثون في مختبر المحيط الهادئ الشمالي الغربي الوطني “بي إن إن إل”، وهو أحد المختبرات الوطنية التابعة لوزارة الطاقة الأميركية في تعزيز تنوع سلسلة الإمدادات الخاصة بهذا المركب.

وتكمن الفكرة في تجاوز الجزء المتعلق بإنتاج المطاط الطبيعي من النباتات، وبدلًا من ذلك، ركّز فريق “بي إن إن إل” على تحويل الإيثانول إلى البيوتادين.

وبشأن إطارات السيارات الكهربائية المستدامة، يقترن استعمال الإيثانول المستخرَج من الذرة ببعض المخاطر؛ ومع ذلك لا تُعد الذرة بندًا واحدًا في قائمة الموارد المحتملة المرشحة لهذا الغرض.

وقال “بي إن إن إل”: “معظم الإيثانول في البلاد يأتي من مادة النشا الموجودة في حبوب الذرة، غير أن الإيثانول يمكن إنتاجه من أنواع أخرى من الكتلة الحيوية”.

وأشار “بي إن إن إل” إلى أن صناعة الطحالب الناشئة، ومخلفات الطعام، والنفايات البشرية، والنفايات الصناعية، والإطارات القديمة تُعد من بين مصادر الإيثانول البديلة.

التحدي الرئيس

وجد المختبر أن التحدي يكمن في تطوير محفّز يتسم بالكفاءة والفاعلية من حيث التكلفة، لتوجيه عملية تحويل الإيثانول إلى البيوتادين.

وأوضح: “حينما يُمزج بالإيثانول، يعمل المحفز عبر فصل ذرات الهيدروجين عن الإيثانول؛ ما يؤدي إلى تكوين الأسيتالديهيد (مركب يوجد بشكل طبيعي في القهوة والفواكه الناضجة والخبز)”.

وتابع: “وتستمر التفاعلات الأخرى في إعادة ترتيب الذرات والروابط حتى يتكون البيوتادين”.

وظهر المحفز الذي طوره مختبر المحيط الهادئ الشمالي الغربي الوطني للمرة الأولى في عام 2018، وخضع منذ ذلك الحين لعمليات معالجة إضافية بمساعدة من مكتب تقنيات الطاقة الحيوية التابع لوزارة الطاقة الأميركية، وبالتعاون كذلك مع شركة بريدجستون.

ويقدم مكتب الكفاءة الصناعية وإزالة الكربون التابع لوزارة الطاقة الأميركية مساعدات إضافية قوامها 10 ملايين دولار تقريبًا لتطوير المحفز المذكور تجاريًا.

شراكة إستراتيجية

تدخل بريدجستون في شراكة مع “بي إن إن إل” في المشروع الذي يستمر لمدة 3 سنوات، وسط ثقة كبيرة بإمكان إنفاذ إطارات السيارات الكهربائية المستدامة إلى السوق.

وقال “بي إن إن إل” إن بريدجستون تضع خُططًا لإنشاء مصنع تجريبي في مدينة آكرون بولاية أوهايو الأميركية، في بيان صحفي نشرته في 16 ديسمبر/كانون الأول الجاري.

وفي شهر أكتوبر/تشرين الأول الماضي قالت الشركة إن المشروع البحثي يستهدف تصميم وبناء وتشغيل مصنع تجريبي لإظهار “نهج مؤثر وفاعل من حيث التكلفة للحصول على البيوتادين من الإيثانول”.

طريق طويل

يبدو الطريق أمام إنتاج إطارات السيارات الكهربائية المستدامة من البيوتادين سيكون طويلًا، وفق متابعات منصة الطاقة المتخصصة.

وستحتاج بريدجستون إلى تقييم أداء البيوتادين في الإطارات، إلى جانب الانبعاثات الكربونية خلال دورة حياة المنتج والجدوى التجارية.

وفي هذا الصدد قالت الشركة: “البيوتادين مكون رئيس في إطارات السيارات الكهربائية المستدامة، وعادةً ما يمثل المكون رقم1 (من حيث الحجم) في المطاط الاصطناعي المشتق من الوقود الأحفوري”، في بيان صحفي.

وأضافت الشركة: “هدف المشروع هو تقييم وإثبات الجدوى الاقتصادية لاستخراج البيوتادين من تحويل الإيثانول مقابل تحويل الوقود الأحفوري”.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر:
1.نتائج مبشّرة لأبحاث بشأن تصنيع إطارات السيارات الكهربائية من الميثانول من موقع كلين تكنيكا.