پژوهشگر دانشگاه صنعتی اصفهان با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم توانستند بازده تولید بیوگاز از پسماند کشاورزی باگاس را افزایش دهند و به گفته آنها این سوخت می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی شده و برای تأمین انرژی اتومبیل‌های گازسوز به کار رود. امید جعفری از محققان این پژوهش یکی از مسائل مهم در تولید سوخت‌های تجدیدپذیر را افزایش بازده تولید دانست و افزود: از این رو در این طرح تلاش شد تا با کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، بازده فرایند تولید بیوگاز از پسماند کشاورزی باگاس (پسماندهای نیشکر) افزایش یابد. وی با تاکید بر اینکه استفاده از نانوذرات سبب افزایش بازده تولید بیوهیدروژن و بیوگاز می‌شود، اظهار کرد: این دو سوخت به عنوان یکی از مهمترین سوخت‌های مورد استفاده در پیل‌های سوختی اتومبیل‌های گاز سوز به شمار می‌روند.
جعفری ادامه داد: از دیگر پیامدهای مثبت این طرح کاهش بازمانده‌های کشاورزی از جمله باگاس است. امروزه باگاس در کارخانه‌های قند سوزانده می‌شود که علاوه بر مشکلاتی که به صورت دوده و غبار برای محیط زیست ایجاد می‌کند، موجب اتلاف هزینه و زمان خواهد شد. این محقق با اشاره به مزایای کاربرد نانوذرات انتخاب شده در فرایند تولید سوخت خاطر نشان کرد: استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم در کنار یک پیش فرآوری متداول (همانند اسیدی- بازی) باعث شد تا دمای فرایند کاهش یابد. همچنین غلظت اسید یا باز مصرفی نیز که عمدتا باعث تخریب دستگاه‌ها و افزایش هزینه‌ها می‌شود، در حضور نانوذرات کاهش یافت.
به گفته وی زمانی که در تولید بیوگاز از پیش فرآوری‌های متداول استفاده می‌شود، ترکیبات جانبی تولید می‌شود که در مراحل بعدی باعث تخریب زیست توده‌ها شده و به شدت بازده نهایی تولید پیوسته بیوگاز و بیوهیدروژن را کاهش می‌دهد. این در حالی است که وجود نانوذرات دی اکسید تیتانیوم باعث تخریب فرآورده‌های جانبی از جمله فنول‌ها می‌شود که باعث افزایش بازده تولید بیوگاز و بیوهیدروژن نهایی می‌شود.
جعفری، با بیان اینکه در این طرح از آزمون‌های TS و VS به عنوان سنجش جامدات کل و جامدات فرار و آزمون NREL برای تعیین میزان ترکیب درصد کربوهیدارت و ویژگی‌های شیمیایی خوراک و محصول استفاده شد، اضافه کرد: علاوه بر آن از دستگاه سنجش گازی GC به عنوان یک آنالیزور گازی برای ارزیابی گازهای تولیدی هر مرحله و درصد کیفیت آنها نسبت به محصولات جانبی و از میکروسکوپ SEM برای بررسی ویژگی‌های نانوذرات و جامدات پیش فراوری شده‌ی نهایی استفاده شده است. وی ادامه داد: از روش‌های جدید تولید انرژی، استفاده از زیست توده‌ها است و این روش به چند روش اصلی مانند سوزاندن، تولید بیو اتانول، تولید گاز مصنوعی ترمو شیمیایی و بیوگاز تقسیم می‌شود. بیوگاز، که از روش تخمیر بی‌هوازی زیست توده به دست میآید، به مجموع گازهای دی اکسید کربن (45-35) ، متان (56-55) و مقدار جزئی از گازهای دیگر نظیر سولفید هیدروژن و بیوهیدروژن اطلاق می‌شود.
جعفری یادآور شد: ارزش حرارتی بیوگاز از متان خالص بیشتر و دارای ارزش حرارتی معادل 6 کیلووات ساعت بر مترمکعب است. از طرفی بیوگاز دارای اثرات مثبت زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی فراوانی است که می‌توان به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، حفظ جنگل‌ها و مراتع با جلوگیری از توسعه محل دفع زباله، تولید کودهای آلی و اصلاح خاک اشاره کرد.
این تحقیقات از سوی مهندس امید جعفری دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی اصفهان و دکتر حمید زیلویی عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا و نتایج آن در مجله Bioresource Technology با ضریب تأثیر 5.651 منتشر شد.
