Forskere udvikler en proces til at producere brændstof af højere kvalitet fra bioaffald

Forskere har fundet en måde at producere en højere kvalitet på, mere stabilt brændstof fra bioaffald, såsom spildevand, det er enklere og renere end eksisterende metoder.

"Dette sætter biobrændstof tættere på at være en god erstatning for fossile brændstoffer, " sagde Hua Song, en lektor i kemi- og petroleumsteknik ved University of Calgary.

Song og hans forskerhold offentliggjorde for nylig resultaterne af deres forskning udført ved den canadiske lyskilde i tidsskriftet Brændstof .

"Verdens energimarked er i øjeblikket domineret af fossile brændstoffer. Med stigende bekymring omkring klimaændringer og svindende ressourcer, der er forbundet med brugen af ​​fossile brændstoffer, vedvarende energikilder bliver mere og mere eftertragtede og er i øjeblikket den hurtigt voksende energikilde, " skrev Song i forskningspapiret.

I øjeblikket, bioaffald omdannes til biobrændstof i en kompleks to-trins proces. Biomassen omdannes først til en bioråolie ved hjælp af en kemisk og termisk proces. Råolie, generelt, er olie, der endnu ikke er blevet raffineret og stadig indeholder urenheder. Det andet trin er en form for raffinering, hvor brint tilsættes under højt tryk og varme, og tjener til at fjerne forurenende stoffer såsom svovl, nitrogen og ilt. Imidlertid, brint er dyrt, de to faser er energikrævende, og kulstofaffald efterlades i form af char og CO2-udledning.

En proces til at reducere afhængigheden af ​​fossile brændstoffer, der stadig producerer den skadelige drivhusgas, er kontraproduktiv. Song og hans team satte sig for at forenkle konverteringsprocessen på en måde, der er bæredygtig, omkostningseffektiv, og rent.

"I vores arbejde vi har udviklet en proces, der samtidig producerer og opgraderer bioolie i ét trin og uden behov for høje tryk, " siger Song.

Forskerne brugte metan i stedet for brint til rensningsprocessen, og de brugte det direkte i råfasen, men de var nødt til kemisk at fjerne brinten fra metanen under rensningsprocessen, da der stadig er brug for brint til at fjerne urenheder.

Ved at bruge CLS, de udviklede en ny katalysator, der reagerede med metan for at få den til at frigive brint. De stod over for en udfordring, fordi metan er en meget stabil forbindelse, der ikke reagerer med mange andre forbindelser.

Forskerne kalder den katalysator, de udviklede, for HZSM-5. For at forbedre sin evne til at reagere med metan, de coated overfladen af ​​flere prøver af HZSM-5 med forskellige materialer. De analyserede derefter prøverne og studerede overfladeegenskaberne ved hjælp af synkrotronens skarpe lys.

"Fra dette, vi kunne forudsige, hvilke belægninger der ville reagere bedst med metanen for at frigive brint, " siger Song.

Indledende undersøgelser, der bruger katalysatoren i denne nye tilgang til fremstilling af biobrændstoffer, viser, at den er mere effektiv og har lavere potentielle produktionsomkostninger end den nuværende metode. Såvel, kulstof forbliver i olien i flydende form, hvilket fører til et biobrændstof af bedre kvalitet, der er mere stabilt med væsentligt mindre udledning af drivhusgasser.