Egy új módszer segítségével repülőgép-üzemanyaggá alakítható az élelmiszer-hulladék. A technológia végre közelebb csalhatja a légiközlekedés nettó zéró kibocsátási céljait.
Az amerikai Illinois-i Egyetem kutatói kifejlesztettek egy olyan eljárást, amely ipari szabványnak megfelelő fenntartható repülőgép-üzemanyaggá (SAF) alakítja az élelmiszer-hulladékot. A kutatócsoport ún. „hidrotermál cseppfolyósítással (HTL)” hozott létre biokőolajat.
Ezzel a módszer feldolgozhatóvá válnak különböző biológiai eredetű hulladékok, az élelmiszermaradékoktól a szennyvíziszapon és algán át a sertéstrágyáig és mezőgazdasági melléktermékekig.
A folyamat során a kutatók eltávolították a biokőolaj szennyeződéseit, majd hidrogén és katalizátorok segítségével finomították, hogy repülőgép-üzemanyaggá váljon. A módszer többféle nyersanyagra is alkalmazható, és új irányt mutathat az üzemanyagok előállításában.
A kutatás részleteit a Nature Communicationsben tették közzé. A tudósok azt állítják, ez az eljárás hozzájárulhat a légiközlekedési ipar 2050-re kitűzött nettó zéró céljának eléréséhez.
„A HTL lemásolja a természetben végbemenő kőolajképződést. Nagy hőmérsékletet és nyomást használ, hogy a nedves biomasszát biokőolajjá alakítsa. A cél az, hogy a biokőolaj olyan üzemanyaggá váljon, amely közvetlenül illeszkedik a meglévő energiainfrastruktúrába” – nyilatkozta Sabrina Summers.
A tanulmány vezető szerzője elárulta: a csapat közvetlenül egy élelmiszer-feldolgozó üzem hulladékát használta alapanyagként, márpedig ez több mint bőséges forrás.
Globális szinten az élelmiszerek több mint 30 százaléka vész kárba, az ellátási lánc minden szintjén – a termelésben, a feldolgozásban, a kiskereskedelemben és a háztartásokban. A lebomlásuk a hulladéklerakókban és a szennyvíztisztító telepeken növeli tovább az üvegházhatású gázok kibocsátását.
„Ahhoz, hogy a légiközlekedés elérje a karbonmentes repülőgép-üzemanyagot, többféle megújuló forrásra van szükség. A mezőgazdaság pedig kulcsszerepet fog játszani abban, hogy biztosítsa a szükséges alapanyagokat” – mutatott rá Yuanhui Zhang professzor, a tanulmány társszerzője.
A biokőolajból készült üzemanyag előállításához a kutatók eltávolították a nedvességet, a hamut és a sókat. Ezután katalitikus hidrogénezést alkalmazva megszabadultak a nitrogén-, oxigén- és kénvegyületektől, így csak a szénhidrogének maradtak, amelyek az üzemanyag alapját képezik.
Több tucat katalizátor kipróbálása után megállapították, hogy a kobalt-molibdén a leghatékonyabb kereskedelmi forgalomban elérhető katalizátor a szükséges kémiai reakciókhoz és a biokőolaj finomításához.
A hidrogénezési folyamat optimalizálásához a kutatók megváltoztatták a hőmérsékletet, a katalizátor- és hidrogénmennyiséget, valamint a reakcióidőt is, hogy megtalálják a lehető legjobb feltételeket a repülőgép-üzemanyag előállításához.
Ezután az elkészült SAF-ot összevetették az Amerikai Anyagvizsgáló Társaság és az Egyesült Államok Szövetségi Légügyi Hivatala által meghatározott szabványokkal.
A minta sikeresen teljesítette az előzetes teszteket, és minden követelménynek megfelelt, amelyet a hagyományos repülőgép-üzemanyagok számára előírnak, ráadásul bármiféle adalékanyag vagy fosszilis üzemanyag hozzáadása nélkül.
Zhang a The Engineernek megerősítette: a technológia felskálázható ipari méretekre, és az eljárás „más olajfajtákra is alkalmazható, emellett helyettesítheti a kőolaj-alapú vegyületeket a műanyaggyártásban, ami további hatalmas üzleti és gazdasági lehetőségeket teremt”.
A címlapkép illusztráció. Fotó: Freepik
„A Roszatom Műszaki Akadémián képzett szakemberek már most olyan kompetenciákat sajátítottak el, amelyekre az erőművi blokkok üzembe helyezésének minden szakaszában szükség lesz.”