Các nhà nghiên cứu nhiên liệu sinh học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Bộ Năng lượng đã phát triển một hệ thống mới xử lý chất thải carbon loãng và biến chúng thành các hợp chất có giá trị. Hệ thống này ưu việt hơn các phương pháp hiện nay trong việc chuyển đổi các nguồn carbon tái tạo thành nhiên liệu và tạo ra sản phẩm phụ là hydro có thể sử dụng được. Kiểm tra các chi tiết dưới đây.
Các nhà nghiên cứu tìm cách chuyển đổi chất thải thành nhiên liệu
Các nhà nghiên cứu PNNL gần đây đã công bố hệ thống đang chờ cấp bằng sáng chế của họ và tiết lộ rằng với hệ thống đang chờ cấp bằng sáng chếcarbon thải từ nước thải, trang trại và các nguồn khác có thể được xử lý thành nhiên liệu sinh học cao cấp đồng thời tạo ra hydro có thể sử dụng được trong quá trình này. Theo nhà nghiên cứu chính và kỹ sư hóa học PNNL Juan Lopez-Ruiz, hệ thống này có thể giải quyết “một số vấn đề đã cản trở nỗ lực biến sinh khối thành nguồn năng lượng tái tạo có hiệu quả kinh tế.”
“Chúng tôi biết cách biến sinh khối thành nhiên liệu. Nhưng chúng tôi vẫn nỗ lực làm cho quy trình này trở nên tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm và bền vững với môi trường—đặc biệt đối với các quy mô nhỏ, phân tán. Hệ thống này chạy bằng điện, có thể đến từ các nguồn tái tạo. Và nó tự tạo ra nhiệt và nhiên liệu để duy trì hoạt động. Nó có khả năng hoàn thành chu trình phục hồi năng lượng,”López-Ruiz nói trong một tuyên bố.
Giờ đây, khi hệ thống bắt đầu hoạt động, dầu thô sinh học chưa tinh chế và nước thải có thể được đưa vào hệ thống thông qua đầu ra HTL (hóa lỏng thủy nhiệt). Có một tế bào dòng chảy, được chia đôi bằng một màng, nơi nước thải và dầu thô sinh học chảy qua môi trường tích điện được tạo ra bởi dòng điện.
Một nửa tế bào tích điện dương được gọi là cực dương bao gồm một lá titan mỏng được phủ các hạt nano oxit ruthenium. Điều này làm cho dòng chất thải trải qua quá trình thay đổi xúc tác, chuyển hóa nó thành các loại dầu và parafin hữu ích. Trong khi quá trình này tiếp tục, các chất gây ô nhiễm hòa tan trong nước sẽ trải qua quá trình chuyển đổi hóa học và biến thành khí oxy và nitơ tự nhiên.
Ở nửa tế bào tích điện âm được gọi là cực âm, có một kịch bản khác. Đây, nó có thể hydro hóa các phân tử hữu cơ hoặc tạo ra khí hydrobản thân nó là một nguồn nhiên liệu tiềm năng.
“Chúng tôi coi sản phẩm phụ hydro được tạo ra trong quá trình này là một điểm cộng. Khi được thu thập và đưa vào hệ thống dưới dạng nhiên liệu, nó có thể giữ cho hệ thống hoạt động với ít năng lượng đầu vào hơn, có khả năng giúp hệ thống tiết kiệm và trung hòa carbon hơn so với các hoạt động chuyển đổi sinh khối hiện tại”. Lopez-Ruiz nói thêm.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã thử nghiệm hệ thống mới trong phòng thí nghiệm, sử dụng mẫu nước thải từ quy trình chuyển đổi sinh khối quy mô công nghiệp trong hơn 200 giờ hoạt động liên tục. Mặc dù hệ thống hoạt động tốt nhưng hạn chế duy nhất là nhóm đã hết mẫu nước thải.
Tính đến thời điểm hiện tại, công nghệ Xử lý điện hóa sạch bền vững – hay còn gọi là công nghệ CleanSET, đã được cấp phép bởi các công ty bên thứ ba hoặc tổ chức chính phủ nhằm mục đích sử dụng công nghệ này trong các kế hoạch xử lý nước thải đô thị, trang trại bò sữa, nhà sản xuất hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Bạn có thể xem bài đăng blog chính thức để tìm hiểu thêm về công nghệ CleanSET mới.
