Bilim İnsanları Hidrotermal Sıvılaştırma Kullanarak Gıda Atıklarından 'Sihirli Bir Şekilde' Jet Yakıtı Üretiyor

Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'ndeki (U of I) araştırmacılar başarıyla dönüşüm gerçekleştirdi yiyecek israfı sürdürülebilir bir biçime havacılık yakıtı (SAF), güvenmeden endüstri standartlarını karşıladığını söyledikleri fosil yakıt harmanlar.

Ekip, havacılık uygulamaları için fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılmasına yardımcı olan ve aksi takdirde atılan gıda atıklarının daha fazla üretileceği çöplüklere yönlendirilmesine yardımcı olan yaklaşımlarının, sera gazlarıhavacılık sektörünün “iddialı” hedefine ulaşmasına yardımcı olabilir net sıfır karbon emisyonu 2050 yılına kadar.

Bir göre ifade Yenilikçi yaklaşımı detaylandıran araştırmacılar, sıradan gıda atıklarını temel gıda atıklarına dönüştürmek için termokimyasal bir reaksiyon kullanan hidrotermal sıvılaştırma (HTL) adı verilen bir süreçten yararlandı. biyolojik ham petrol. Bu süreç, doğal süreçlerin, otomotiv ve havacılık yakıtları da dahil olmak üzere çok çeşitli ürünlerin yapımında kullanılan ham petrolü oluşturma şekline benzer.

Çalışmanın baş yazarı, ABD'den Sabrina Summers, "HTL temel olarak Dünya'daki ham petrolün doğal oluşumunu taklit ediyor" diye açıkladı. "Islak biyokütleyi biyo-ham petrole dönüştürmek için yüksek ısı ve basınç kullanıyor."

Yakın zamanda Tarım, Tüketici ve Çevre Bilimleri Fakültesi ve U. of I'deki Grainger Mühendislik Koleji'nin bir parçası olan Ziraat ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü'nden (ABE) doktora derecesiyle mezun olan Summers, araştırmalarının amacının HTL süreci sırasında üretilen biyo-ham petrolü "doğrudan mevcut enerji altyapısına gidebilecek" ulaşım yakıtlarına dönüştürmek olduğunu söyledi.

Ekibin sürecindeki ilk adım, biyolojik ham petroldeki yabancı maddelerin uzaklaştırılmasını içeriyordu. Bu istenmeyen kirletici maddeler nem, tuz ve kül gibi şeyleri içeriyordu. Daha sonra Summers ve meslektaşları, biyolojik ham petrolün kükürt, oksijen ve nitrojen gibi ilave istenmeyen bileşenlerini uzaklaştırmak için katalitik hidro-işlem adı verilen başka bir işlem uyguladılar. Ekip, bu adımların tamamlanmasının ardından geriye kalan biyoyakıtın neredeyse tamamının jet yakıtı üretmek için gereken hidrokarbonlardan oluştuğunu belirtti.

SAF'ı uygulanabilir hale getirmenin son adımı hidrokarbonların katalize edilmesini içeriyordu. Ekibin açıklamasına göre, gerekli kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için "en etkili" katalizör olarak kobalt molibden üzerinde karara varmadan önce çeşitli seçenekleri test ettiler. Hidro-işlem kısmı sırasında araştırma ekibi, istenen yakıtı üretmek için en uygun koşulları elde edene kadar katalizör ve hidrojen yüklerine, sıcaklığa ve genel tutma süresine de ince ayar yaptı.

Dönüşüm süreci tamamlandıktan sonra ekip, son SAF partisini, Amerikan Test ve Malzeme Derneği (ASTM) ve Federal Havacılık İdaresi tarafından belirlenen kalite ve saflık açısından "katı standartlara" göre test ettiklerini söyledi. Ekip, umulduğu gibi, örneklerinin "Kademe Alfa ve Beta ön tarama testlerini" geçtiğini ve "geleneksel jet yakıtı için tüm spesifikasyonları" başarıyla karşıladığını söyledi. Ekip, özellikle yakıtlarının herhangi bir katkı maddesine veya fosil yakıtlarla karıştırılmasına gerek kalmadan bu standartları karşıladığını söyledi.

Ekip, biyolojik ham jet yakıtlarının çok yönlülüğünü tartışırken, dünyadaki gıdanın %30'undan fazlasının her yıl tedarik zincirinin "tüm seviyelerinde" israf edilmesi nedeniyle gıda atıklarını yakıt kaynağı olarak kullanma yeteneğinin kritik olduğunu belirtti. Deneylerde kullanılan gıda atıkları yakındaki bir gıda işleme tesisinden gelse de Summers'ın ekibi, HTL işleminin diğer organik atık ürünlerine de uygulanabileceğini söyledi. Bunlar arasında biyolojik atıklar, alg çoğalmaları, kanalizasyon çamuru, çiftçilikten kaynaklanan domuz gübresi ve baz hidrokarbon içeriği yüksek diğer tarımsal kalıntı türleri gibi başka şekilde atılan malzemeler yer alır.

ABE profesörü ve çalışmanın ilgili yazarı Yuanhui Zhang, "Havacılık endüstrisinin jet yakıtını karbondan arındırma hedeflerine ulaşmak için birçok farklı yenilenebilir kaynağa ihtiyacımız var ve tarım, hammaddelerin sağlanması açısından kritik bir rol oynayacak" dedi.

Araştırmalarının potansiyel uygulamalarını tartışırken Zhang, çalışmalarının gıda atıklarını kullanılabilir jet yakıtına dönüştürmeyle ilgili bilimsel ve mühendislik sorunlarının çözülmesine yardımcı olduğunu ve artık endüstrinin "adım atmasının" zamanının geldiğini belirtti.

"Süreç, SAF için diğer yağ türlerine de uygulanabilir" diye açıkladı. "Ayrıca plastik yapımında petrol türevi bileşikler gibi diğer malzemelerin yerini alabilir. Bu, iş fırsatları ve ekonomik kalkınma açısından büyük bir potansiyele sahiptir."

Bu tür biyolojik ham petrolden jet yakıtına dönüşüm sürecinden yararlanabilecek potansiyel alanları vurgulamak için Zhang, döngüsel biyoekonomiyi ölçmek için endeksSAF'lerin döngüselliğe değerli bir katkı sağladığını söyledi.

"Doğrusal bir ekonomide sadece bir şeyler üretiyoruz, onu kullanıyoruz ve atıyoruz" diye açıkladı. "Bu projede, kullanılabilir bir ürün yapmak için atıkları alıp enerji ve malzemeleri geri kazanıyoruz. Bu, döngüsel paradigmanın eksik halkasını dolduruyor."

Kağıt, “Gıda atıklarından sürdürülebilir havacılık yakıtına: ön işleme tabi tutulmuş hidrotermal sıvılaştırma biyolojik ham petrolünün kobalt molibden katalizi" kategorisinde yayınlandı Doğa İletişimi.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].