Καύσιμα και πλαστικά τα οποία θα παράγονται από το αργό πετρέλαιο αρκετά φθηνότερα απ’ ό,τι σήμερα, αλλά και με έναν τρόπο πολύ πιο φιλικό για το περιβάλλον.

Αυτό υπόσχονται τα υλικά που ανέπτυξε με την ομάδα του ο δρ Μιχάλης Τσαπατσής, χημικός μηχανικός και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. Τα συγκεκριμένα τεχνητά υλικά, που ονομάζονται ζεολιθικές μεμβράνες και μοιάζουν με εξαιρετικά λεπτά φιλμ γεμάτα με μικροσκοπικούς πόρους, ανοίγουν τον δρόμο ώστε να μειωθεί τουλάχιστον κατά 15% το κόστος παραγωγής -και επομένως η τιμή- του πλαστικού και της βενζίνης.

Μία προοπτική που έκανε το επιστημονικό περιοδικό Science να συμπεριλάβει την έρευνα του Ελληνα επιστήμονα και των συνεργατών του στην ανασκόπηση για το 2011, κατατάσσοντάς την στη λίστα με τα δέκα σημαντικότερα επιτεύγματα της περασμένης χρονιάς.

Σήμερα η επεξεργασία του πετρελαίου γίνεται αποκλειστικά με κλασματική απόσταξη, δηλαδή το πετρέλαιο θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες και τα συστατικά του διαχωρίζονται χάρις στο γεγονός ότι έχουν διαφορετικό σημείο βρασμού.

Από την άλλη μεριά, οι ζεολιθικές μεμβράνες που δημιούργησε ο καθηγητής με την ομάδα του μπορούν να κάνουν την ίδια δουλειά με την κλασματική απόσταξη, αλλά πολύ λιγότερο ενεργοβόρα.

«Γνωρίζοντας ποιο μέγεθος έχουν τα μόρια της χημικής ένωσης που πρέπει να απομονωθεί, σχεδιάζουμε τη μεμβράνη ώστε η διάμετρος των πόρων να αντιστοιχεί σε αυτό το μέγεθος» σημειώνει στην Καθημερινή ο Μιχάλης Τσαπατσής. «Επομένως, η μεμβράνη λειτουργεί σαν ένα “μοριακό σουρωτήρι”, αφήνοντας να περάσει μόνο το συστατικό που επιθυμούμε». Ετσι, το αργό πετρέλαιο δεν θα χρειάζεται να θερμανθεί για να γίνει η επεξεργασία του, κάτι που σημαίνει πως η βενζίνη και το πλαστικό θα παράγονται πιο φθηνά, αλλά και με λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Στην πραγματικότητα, και άλλες επιστημονικές ομάδες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν ζεολιθικές μεμβράνες για τον διαχωρισμό υλικών, εδώ και περίπου μία δεκαετία. «Οσον αφορά πάντως τη διύλιση του “μαύρου” χρυσού, το πρόβλημα έως τώρα ήταν ότι, κάτω από ένα συγκεκριμένο πάχος, οι ταινίες που κατασκευάζονταν ήταν ελαττωματικές, αφού πάντοτε διέθεταν και μερικούς πόρους που δεν είχαν το σωστό μέγεθος» επισημαίνει ο καθηγητής. Ετσι, για να απομονώνεται από το πετρέλαιο μόνο το επιθυμητό συστατικό, θα έπρεπε να χρησιμοποιηθούν ζεολιθικές μεμβράνες με αρκετά μεγάλο πάχος, οι οποίες όμως θα φίλτραραν λίγες ποσότητες από αργό πετρέλαιο και δεν θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν οικονομικά την απόσταξη.

Αυτό που κατάφερε η ερευνητική ομάδα του δρος Τσαπατσή ήταν να ανακαλύψει μία τεχνική που της επιτρέπει να συνθέτει αρκετά λεπτές ταινίες, ελέγχοντας με ακρίβεια το μέγεθος όλων των πόρων. «Οι μεμβράνες μας έχουν πάχος 100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου, δηλαδή είναι 100 φορές λεπτότερες από οτιδήποτε είχε κατασκευασθεί μέχρι σήμερα» λέει χαρακτηριστικά ο επιστήμονας, «ώστε να εξασφαλίζουν μεγάλους ρυθμούς παραγωγής και να μειώνουν το κόστος». Παράλληλα, δεν έχουν καμία κατασκευαστική ατέλεια, με συνέπεια να λειτουργούν σαν «μοριακά φίλτρα» με απόλυτη αξιοπιστία.

Οι ερευνητές χρειάστηκαν 10 περίπου χρόνια για να τελειοποιήσουν την τεχνική τους, με την οποία μπορούν πλέον να δημιουργούν υπέρλεπτα φιλμ τα οποία έχει αποδειχθεί με πειράματα στο εργαστήριο ότι λειτουργούν όπως ακριβώς προβλέπεται θεωρητικά.

Μέσα σε μία διετία αναμένεται να έχουν ολοκληρωθεί αυτές οι δοκιμές, ώστε οι μεμβράνες να είναι έτοιμες να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία. «Το πλάνο μας είναι να χρησιμοποιηθούν πρώτα για την παραγωγή από το πετρέλαιο της πρώτης ύλης από την οποία προέρχονται τα πλαστικά». Σε δεύτερο στάδιο, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να επεκτείνουν την εφαρμογή των «φίλτρων» και για την παραγωγή βενζίνης στα διυλιστήρια.

Παράλληλα, ήδη αναπτύσσουν αντίστοιχες μεμβράνες, οι οποίες αυτή τη φορά θα περιορίζουν την ενέργεια που χρειάζεται για την παραγωγή των βιοκαυσίμων – των υποκατάστατων δηλαδή της βενζίνης και του πετρελαίου που παράγονται από γεωργικά και δασικά προϊόντα.