Giảm chi phí năng lượng bằng chất thải thực phẩm: Phương pháp mới để sản xuất nhiên liệu diesel sinh học
bởi Jack Levy, Học viện Bách khoa Worcester
Ảnh: iScience (2022). DOI: 10.1016 / j.isci.2022.104916
Với việc giá khí đốt tăng cao và chi phí thực phẩm làm thắt chặt ngân sách gia đình, một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành tại WPI đang tìm cách sử dụng chất thải thực phẩm để làm nhiên liệu tái tạo và thay thế hợp lý hơn cho dầu diesel. Công trình do Giáo sư Kỹ thuật Hóa học Michael Timko đứng đầu được trình bày chi tiết trong một bài báo mới trên tạp chí iScience.
Timko cho biết: “Bằng cách tạo ra một loại dầu diesel sinh học thông qua phương pháp này, chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể giảm giá khí đốt xuống còn 1,10 đô la mỗi gallon và thậm chí có khả năng thấp hơn nữa”.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường ước tính rằng, vào năm 2018 ở Hoa Kỳ, khoảng 81% thực phẩm hộ gia đình — khoảng 20 tấn — đã được chuyển đến các bãi chôn lấp hoặc các cơ sở đốt. Rác thải thực phẩm cũng là nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu: một khi chúng được đặt trong các bãi chôn lấp, nó sẽ thải ra khí mê-tan, một loại khí gây hiệu ứng nhà kính.
Timko cho biết, "Việc chuyển đổi chất thải thực phẩm sang dầu diesel cũng có khả năng bù đắp tới 15,3 triệu tấn CO2 mỗi năm, giảm 2,6% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính ở Hoa Kỳ."
Công trình này là một phần của dự án kéo dài nhiều năm được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng, Quỹ Khoa học Quốc gia và Trung tâm Năng lượng Sạch Massachusetts, và nó được xây dựng dựa trên và hoàn thiện các nghiên cứu được công bố trước đây vào năm 2018. Timko và nhóm của ông hiện đã tập trung vào việc tìm kiếm một cách để giúp quá trình chuyển đổi mở rộng quy mô và đưa ra thị trường thương mại dễ dàng hơn.
Để tạo ra nhiên liệu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một quy trình gọi là hóa lỏng thủy nhiệt, sử dụng nhiệt và nước để phân hủy chất thải thực phẩm thành chất lỏng. Đó là một phương pháp đã được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển đổi các vật liệu khác thành nhiên liệu sinh học, bao gồm cả tảo. Tuy nhiên, sử dụng chất thải thực phẩm loại bỏ nhu cầu phát triển và nuôi cấy tảo - một quá trình tốn kém và tốn thời gian - đồng thời dẫn đến kết quả tương tự đối với lượng nhiên liệu được khai thác. Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng chất xúc tác làm từ một loại khoáng chất tự nhiên có trong xương để thu được nhiều hơn 30% năng lượng từ chất thải thực phẩm.
Trợ lý Giáo sư Andrew Teixeira và Ph.D. sinh viên Heather LeClerc cũng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu. LeClerc đã dành năm vừa qua để thực hiện nghiên cứu ở Đan Mạch, như một phần của học bổng Fulbright, và đang ở giữa học bổng nghiên cứu sau đại học NSF kéo dài ba năm.
Đối với nghiên cứu mới nhất về chất thải thực phẩm và nhiên liệu sinh học, LeClerc cũng đã làm việc với Viện Hải dương học Woods Hole ở Cape Cod để hiểu rõ hơn về các biên độ mà nhóm WPI đang sản xuất, sử dụng thiết bị mà các nhà nghiên cứu của Woods Hole thường sử dụng để xác định cách xảy ra sự cố tràn dầu. đang ảnh hưởng đến môi trường đại dương và thay đổi nó theo thời gian.
Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục nỗ lực để tinh chế nhiên liệu hơn nữa, và phát triển các cách sử dụng quy trình này để sản xuất dầu sưởi gia đình và dầu diesel hàng hải để cung cấp năng lượng cho tàu.
