90% чистоты достигается в топливе, полученном из бытовых отходов с использованием химического цикла:
Исследователи из Университета штата Огайо добились значительных успехов в решении растущих экологических проблем, связанных с выброшенным пластиком, бумагой и пищевыми отходами.
Их недавнее исследование сосредоточено на преобразующей технологии, которая преобразует эти материалы в синтез-газ — универсальное вещество, обычно используемое для производства химикатов и топлива, таких как формальдегид и метанол.
Используя передовые методы моделирования, исследователи попытались оценить эффективность метода, известного как химическая петля, который оказался эффективным при расщеплении отходов для производства высококачественного синтез-газа.
Ведущий автор исследования Ишани Карки Кудва, докторант в области химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Огайо, подчеркнул потенциальные преимущества метода, заявив, что повышение чистоты синтез-газа открывает новые возможности его применения в различных отраслях промышленности.
Химическая петля
В настоящее время большинство коммерческих методов позволяют получать синтез-газ с уровнем чистоты от 80% до 85%.
Напротив, команда Кудва достигла заметного уровня чистоты — около 90%, чего можно достичь всего за несколько минут.
Это улучшение имеет решающее значение, поскольку более высокий уровень чистоты делает синтез-газ полезным сырьем.
Это новаторское исследование основано на десятилетиях исследований в Университете штата Огайо, которые ранее возглавлял Лян-Ши Фан, выдающийся профессор того же факультета.
В своей работе Фан исследовал технологию химического цикла для преобразования ископаемого топлива, канализационного газа и угля в водород, синтез-газ и другие ценные побочные продукты.
Инновационная система, разработанная в этом исследовании, состоит из двух реакторов. Первый — это подвижный реактор, который расщепляет отходы с использованием кислорода из материалов оксидов металлов.
Вторая — это камера сгорания с псевдоожиженным слоем, которая помогает восполнять кислород, делая процесс эффективным. Эта установка позволяет работать на 45% эффективнее, производя примерно на 10% более чистый синтез-газ, чем другие методы.
Последние данные Агентства по охране окружающей среды показывают , что в 2018 году в США было произведено около 35,7 млн тонн пластика, из которых около 12,2% классифицируются как твердые бытовые отходы, включая пластиковые контейнеры, пакеты, бытовую технику, мебель, сельскохозяйственные отходы и пищевые отходы.
Традиционные подходы к управлению отходами, такие как захоронение и сжигание, часто представляют собой экологические риски, поэтому альтернативные методы исследователей особенно актуальны.
Отходы в топливо
Команда Университета штата Огайо подсчитала, что их подход может сократить выбросы углерода на 45% по сравнению с традиционными процессами.
Это исследование согласуется с растущими усилиями отрасли по разработке более устойчивых технологий в химическом секторе.
Соавтор Шехар Шинде, докторант в области химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Огайо, подчеркнул важность перехода к методам, которые декарбонизируют производство энергии.
В отличие от предыдущих технологий, которые обрабатывали отходы биомассы и пластика по отдельности, эта новая технология позволяет одновременно обрабатывать несколько типов материалов, постоянно регулируя условия, необходимые для переработки.
Исследователи с оптимизмом оценивают последствия своей работы и ожидают получения более подробных данных в ходе текущего моделирования.
Заглядывая вперед, команда намерена проверить рыночную реализуемость своей технологии, проведя расширенные эксперименты, включающие различные компоненты.
Кудва выразила намерение команды расширить фокус на твердые бытовые отходы, полученные из центров переработки. «Лабораторная работа продолжается, концентрируясь на коммерциализации этой технологии и продвижении декарбонизации в отрасли», — заключила она.
По мере того, как кризис загрязнения окружающей среды нарастает, подобные усилия могут стать важными шагами на пути к переосмыслению отходов как ресурса, потенциально открывая путь к более устойчивому будущему.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения