Berkeley Group, kolaylaştırılmış süreç odunsu biyokütleyi biyoyakıta dönüştürüyor

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Laboratuvarı) ve Sandia Ulusal Laboratuvarları'ndan ekipler, odunsu bitki maddesini (aşırı orman büyümesi ve tarımsal atık gibi) sıvı biyoyakıta dönüştürmek için modern ve verimli bir süreç olduğunu iddia ettikleri şeyi geliştirmek için işbirliği yaptılar.

Bu tür odunsu malzeme şu anda kasıtlı veya kasıtsız olarak yakılmaktadır ve orman yangınlarında bir risk faktörüdür. Araştırma dergide yayınlandı ACS Sürdürülebilir Kimya ve Mühendislik.

Berkeley Lab'ın Gelişmiş Biyoyakıtlar ve BiyoÜrünler Proses Geliştirme Birimi'nde (ABPDU) çalışan araştırma bilimcisi Eric Sundstrom'a göre, odunsu biyokütleyi biyoyakıta dönüştürme çabaları tipik olarak ahşabın kimyasal olarak parçalanmasını çok zorlaştıran kendine özgü özellikleri tarafından engelleniyor. Grubunun iki çalışmasının "aksi takdirde tarlada veya kesikli yığınlarda yanacak olan biyokütle kaynakları için düşük maliyetli bir dönüşüm yolunu detaylandırdığını" söyledi.

ABPDU'da kıdemli bir proses mühendisi olan Sundstrom ve Carolina Barcelos tarafından yürütülen bir çalışmada, bilim adamları, ahşabı tek bir reaktörde veya "kapta" etanole dönüştürmek için toksik olmayan kimyasallar, piyasada bulunan enzimler ve özel olarak tasarlanmış bir maya türü kullandılar. " Ayrıca, müteakip bir teknolojik ve ekonomik analiz, ekibin bu dönüşüm yolu aracılığıyla benzin galonu eşdeğeri (GGE) başına 3 ABD doları etanol üretimine ulaşmak için gerekli iyileştirmeleri belirlemesine yardımcı oldu.

Çalışma, hem yüksek dönüşüm verimliliği hem de basit bir tek kap konfigürasyonuna sahip, odunsu biyokütleden etanol üretimi için ilk uçtan uca süreç gibi görünüyor. (Her aşçının bildiği gibi, tek kaplık tarifler, birden fazla tencere gerektirenlere göre her zaman daha kolaydır ve bu durumda, daha düşük su ve enerji kullanımı anlamına da gelir.)

John Gladden ve Lalitendu Das tarafından Ortak BiyoEnerji Enstitüsü'nde (JBEI) yürütülen tamamlayıcı bir çalışmada, bir ekip tek kaplık prosesi ince ayarlayarak Kaliforniya merkezli odunsu biyokütleyi - çam, badem, ceviz gibi - dönüştürebildi. ve köknar ağacı döküntüleri - girdi farklı ağaç türlerinin bir karışımı olsa bile, otsu biyokütleyi dönüştürmek için kullanılan mevcut yöntemlerle aynı düzeyde verimlilik.

"Sierra'nın aşırı büyümüş çamları gibi ormanlardan ve Kaliforniya'nın Central Valley'deki badem bahçeleri gibi tarım alanlarından odunsu biyokütleyi kaldırarak, birden çok sorunu aynı anda ele alabiliriz: yangına eğilimli eyaletlerdeki felaket orman yangınları, kontrollü yanmadan kaynaklanan hava kirliliği tehlikeleri JBEI ve Sandia'da doktora sonrası araştırmacı olan Das, ekin kalıntıları ve fosil yakıtlara olan bağımlılığımız, ”dedi. Bunun da ötesinde, atmosfere eklenen karbon miktarını önemli ölçüde azaltacak ve biyoenerji endüstrisinde yeni işler yaratacaktık. "

Etanol halihazırda geleneksel benzinde emisyon azaltıcı bir katkı maddesi olarak kullanılmaktadır ve tipik olarak arabalarımıza ve kamyonlarımıza pompaladığımız gazın yaklaşık% 10'unu oluşturmaktadır. Bazı özel araçlar,% 83'e kadar daha yüksek etanol bileşimleriyle yakıtla çalışmak üzere tasarlanmıştır. Ek olarak, bitki biyokütlesinden üretilen etanol, elektriklendirilmesi zor havacılık ve nakliye sektörlerinin karbondan arındırılmasına yardımcı olan daha karmaşık dizel ve jet yakıtlarının yapımında bir bileşen olarak kullanılabilir. Şu anda, biyo bazlı etanolün en yaygın kaynağı mısır taneleridir - kimyasal olarak parçalanması çok daha kolay olan ancak üretmek için toprak, su ve diğer kaynakları gerektiren nişastalı bir materyal.

Bu çalışmalar, odunsu biyokütlenin verimli bir şekilde parçalanabileceğini ve nişasta bazlı mısır etanolü ile uygun maliyetli entegre bir süreçte gelişmiş biyoyakıtlara dönüştürülebileceğini göstermektedir. Bu teknolojiler, aynı zamanda, benzin ve dizelde halihazırda mevcut olan bileşiklerle kimyasal olarak aynı olan "damla damla" biyoyakıtları üretmek için de kullanılabilir.

Bu çabanın bir sonraki adımı, günde 1 ton biyokütleyi dönüştüren bir süreç olarak tanımlanan teknolojiyi pilot ölçekte geliştirmek, tasarlamak ve devreye almaktır. Berkeley Lab ekipleri, teknolojiyi ticarileştirmek ve pilot aşaması tamamlandığında daha büyük ölçekte başlatmak için Körfez Bölgesi merkezli gelişmiş bir yenilenebilir yakıtlar ve biyokimyasallar şirketi olan Aemetis ile çalışıyor.

Kaynak: https://envirotecmagazine.com/2021/04/16/streamlined-process-converts-woody-biomass-into-biofuel-says-berkeley-group/