In een stap in de richting van de productie van hernieuwbare motorbrandstoffen die compatibel zijn met de bestaande infrastructuur voor dieselbrandstof, onderzoekers melden dat ze nat bioafval kunnen omzetten, zoals varkensmest en voedselresten, in een brandstof die kan worden gemengd met diesel en die het verbrandingsrendement en emissieprofiel van diesel deelt.

De onderzoekers rapporteren de bevindingen in het tijdschrift Natuur Duurzaamheid .

"De demonstratie dat uit nat afval geproduceerde brandstoffen in motoren kunnen worden gebruikt, is een enorme stap voorwaarts voor de ontwikkeling van duurzame vloeibare brandstoffen. " zei Brajendra K. Sharma, een onderzoekswetenschapper bij het Illinois Sustainable Technology Center van het Prairie Research Institute van de Universiteit van Illinois en een co-auteur van de studie. U. of I. landbouw- en biologische engineering professor Yuanhui Zhang leidde het onderzoek. Zijn voormalige afgestudeerde student Wan-Ting (Grace) Chen is de eerste auteur van het artikel en een professor aan de Universiteit van Massachusetts, Lowell. Mechanische wetenschap en techniekprofessor Chia-Fon Lee en afgestudeerde student Timothy Lee leidden de motortests.

"De Verenigde Staten produceren jaarlijks 79 miljoen droge ton nat bioafval van voedselverwerking en dierlijke productie, " met meer verwacht naarmate de verstedelijking toeneemt, schreven de onderzoekers. Een van de grootste hindernissen voor het winnen van energie uit dit afval is het watergehalte. Voor het drogen is bijna net zoveel energie nodig als er uit gehaald kan worden.

Hydrothermische vloeibaarmaking is een mogelijke oplossing voor dit probleem omdat het water als reactiemedium gebruikt en zelfs niet-lipide (niet-vette) bioafvalcomponenten omzet in bioruwe olie die verder kan worden verwerkt tot motorbrandstoffen. melden de onderzoekers.

Eerdere studies zijn gestruikeld in een poging om de door HTL gegenereerde biocrude te distilleren tot stabiel, bruikbare brandstoffen, echter. Voor het nieuwe onderzoek het team combineerde destillatie met een proces dat verestering wordt genoemd om de meest veelbelovende fracties van gedistilleerde biocrude om te zetten in een vloeibare brandstof die kan worden gemengd met diesel. De brandstof voldoet aan de huidige normen en specificaties voor dieselbrandstof.

"Onze groep heeft HTL-reactoren op pilootschaal ontwikkeld om de bioruwe olie te produceren voor opwaardering, " zei Chen. "We waren ook in staat om de destilleerbare fracties van de bioruwe olie te scheiden. Gebruikmakend van 10-20 procent opgewaardeerde distillaten gemengd met diesel, we zagen een vermogen van 96-100 procent en vergelijkbare uitstoot van vervuilende stoffen als gewone diesel."

Onder leiding van Zhang, het team bouwt een reactor op proefschaal die op een mobiele trailer kan worden gemonteerd en "de capaciteit heeft om één ton bioafval te verwerken en 30 gallons bioruwe olie per dag te produceren, "Zei Zhang. "Deze capaciteit zal het team in staat stellen verder onderzoek te doen en belangrijke parameters te leveren voor toepassing op commerciële schaal."