ارزیابی محیط‌زیستی چرخة حیات تولید گرافن از ضایعات زیستی: اثر تغییر منابع تأمین انرژی به انرژی‌های تجدیدپذیر بر پتانسیل گرمایش جهانی

نویسندگان

1 گروه محیط‌ زیست، دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

2 گروه محیط‌ زیست، دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

3 گروه محیط‌ زیست، دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

4 گروه نانو شیمی، دانشکدة شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران.

5 گروه فناوری‌های انرژی پایدار، دانشکدة ارزیابی فناوری و تجزیه و تحلیل سیستم‌ها، دانشکاه تکنولوژی کارلسروهه، کارلسروهه، آلمان.

doi
10.22059/jne.2025.388187.2752
چکیده

در سال‌های اخیر، گرافن به‌‌دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای مانند رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، در زمینه‌هایی چون الکترونیک و ذخیره‌سازی انرژی توجه زیادی را به‌خود جلب کرده است. تولید گرافن از ضایعات زیستی به‌عنوان رویکردی نوین برای کاهش هزینه‌ها و ارتقای پایداری محیط‌زیستی مطرح شده است. این روش می‌تواند به بهره‌وری منابع و کاهش اثرات محیط­زیستی کمک کند. با این حال، ارزیابی‌های چرخة حیات تولید گرافن از ضایعات زیستی محدود است و اثرات محیط­زیستی آن به روش سنتز و منابع انرژی مورد استفاده وابسته است. در این مطالعه برای ارزیابی اثرات محیط­زیستی مربوط به فاز تولید گرافن، یک ارزیابی چرخة حیات از نوع گهواره تا دروازه با واحد کارکردی تولید یک کیلوگرم گرافن انجام شد .نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تولید گرافن از ضایعات زیستی مانند پوست موز، کاه گندم و چوب صنوبر می‌تواند اثرات محیط‌زیستی را کاهش دهد. گرافن حاصل از ضایعات کاه گندم بالاترین اثرات محیط­زیستی را در ردة گرمایش جهانی، معادل91/580 کیلوگرم CO2 دارد. در حالی‌که گرافن تولیدی از ضایعات چوب صنوبر کمترین تأثیرات را در این زمینه، معادل 49/122کیلوگرم CO2 نشان می‌دهد. تحلیل سناریوهای آینده نشان می‌دهد که استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در ترکیب منابع برق ایران می‌تواند پتانسیل گرمایش جهانی را از سال 2030 تا 2050 به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد، به‌ویژه برای ضایعات چوب صنوبر که می‌تواند بین 29٪ تا 57٪ طی سال­های مورد بررسی کاهش یابد.