Onderzoekers hebben een manier gevonden om een ​​hogere kwaliteit te produceren, stabielere brandstof uit bioafval, zoals riolering, dat is eenvoudiger en schoner dan bestaande methoden.

"Hierdoor komt biobrandstof dichter bij een goed alternatief voor fossiele brandstoffen, " zei Hua Song, een universitair hoofddocent chemische en petroleumtechnologie aan de Universiteit van Calgary.

Song en zijn onderzoeksteam publiceerden onlangs de resultaten van hun onderzoek bij de Canadian Light Source in het tijdschrift Brandstof .

"De wereldenergiemarkt wordt momenteel gedomineerd door fossiele brandstoffen. Met toenemende bezorgdheid over klimaatverandering en afnemende hulpbronnen die verband houden met het gebruik van fossiele brandstoffen, hernieuwbare energiebronnen worden steeds wenselijker en zijn momenteel de snelgroeiende energiebron, " schreef Song in het onderzoekspaper.

Momenteel, bioafval wordt in een complex proces van twee stappen omgezet in biobrandstof. De biomassa wordt eerst via een chemisch en thermisch proces omgezet in een biocrude olie. Ruwe olie, in het algemeen, is olie die nog niet is geraffineerd en nog steeds onzuiverheden bevat. De tweede fase is een vorm van raffinage waarbij waterstof onder hoge druk en warmte wordt toegevoegd, en dient voor het verwijderen van verontreinigingen zoals zwavel, stikstof en zuurstof. Echter, waterstof is duur, de twee fasen zijn energie-intensief, en koolstofafval blijft achter in de vorm van kool- en CO2-emissies.

Een proces om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen die nog steeds het schadelijke broeikasgas produceren te verminderen, is contraproductief. Song en zijn team wilden het conversieproces op een duurzame manier vereenvoudigen, kostenefficiënt, en schoon.

"In ons werk we hebben een proces ontwikkeld dat tegelijkertijd in één stap en zonder hoge druk bio-olie produceert en opwaardeert, " zegt Lied.

De onderzoekers gebruikten methaan in plaats van waterstof voor het zuiveringsproces en gebruikten het direct in het ruwe stadium, maar ze moesten de waterstof tijdens het zuiveringsproces chemisch uit het methaan verwijderen, omdat waterstof nog steeds nodig is om onzuiverheden te verwijderen.

Met behulp van de CLS, ze ontwikkelden een nieuwe katalysator die reageerde met methaan om het te activeren om waterstof vrij te maken. Ze stonden voor een uitdaging omdat methaan een zeer stabiele verbinding is die niet reageert met veel andere verbindingen.

De onderzoekers noemen de door hen ontwikkelde katalysator HZSM-5. Om het vermogen om te reageren met methaan te verbeteren, ze bedekten het oppervlak van verschillende monsters van HZSM-5 met verschillende materialen. Vervolgens analyseerden ze de monsters en bestudeerden ze de oppervlaktekenmerken met behulp van het heldere licht van de synchrotron.

"Van dit, we konden voorspellen welke coatings het beste zouden reageren met het methaan om waterstof vrij te maken, " zegt Lied.

Eerste studies die de katalysator in deze nieuwe benadering voor de productie van biobrandstoffen gebruiken, tonen aan dat deze efficiënter is en lagere potentiële productiekosten heeft dan de huidige methode. Ook, koolstof blijft in vloeibare vorm in de olie, wat leidt tot een biobrandstof van betere kwaliteit die stabieler is met aanzienlijk minder uitstoot van broeikasgassen.