Нов вид биодизел намалява вредните емисии и увеличава 45 пъти ефективността

Базираният на дизелово гориво транспорт исторически е основен източник на вредни емисии, като представлява една четвърт от емисиите на въглероден диоксид в транспортния сектор на САЩ през 2022 и приблизително 10% от общите емисии, свързани с енергията, твърди Администрацията за енергийна информация на САЩ. Нова технология, разработена от изследователи в американски университети, обещава да реши до голяма степен.

Екип, ръководен от Джошуа Юан - професор по енергетика, околна среда и химическо инженерство във Вашингтонския университет в Сейнт Луис, и Сузи Дай - професор в университета в Мисури, създаде електробиодизел, който е 45 пъти по-ефективен и изисква 45 пъти по-малко посевна площ от биодизела на основата на соя.

Технологията, подробности за която бяха публикувани в списанието Joule, може да революционизира производството на биогорива, като ги направи по-устойчиво и по-малко зависимо от природните ресурси. Тя също така ще облекчи настоящия недостиг на суровини за биодизел и ще открие нови пътища за производство на горива.

Какво е електробиодизел и как се произвежда?

Електробиодизелът се получава чрез процес на електрокатализиране, който превръща въглеродния диоксид в биосъвместими междинни продукти като ацетат и етанол. Те от своя страна се трансформират от микроорганизмите в липиди, които служат като суровина за производството на биодизел. Този иновативен процес постига ефективност на преобразуване на слънчеви молекули от 4,5%, много по-висока от 1% при естествената фотосинтеза.

За да извърши това преобразуване, екипът проектира нов катализатор на базата на цинк и мед, който улеснява създаването на двуатомни въглеродни междинни съединения. В допълнение, учените използват модифициран щам на бактерията Rhodococcus jostii (RHA1), известна със способността си да произвежда големи количества липиди. Подобен подход не само повишава ефективността на процеса, но и по-добре използва възобновяемите ресурси.

Какво е въздействието върху околната среда?

Електробиодизелът е по-ефективен, но също така има потенциал да бъде гориво с отрицателни емисии. Според изследователите с всеки грам произведен електробиодизел се намаляват 1,57 грама въглероден диоксид, стига да се използват възобновяеми източници за захранване на електрокатализаторния процес.

За сравнение, конвенционалният дизел генерира 0,52 грама CO₂ на грам, а традиционните методи за производство на биодизел отделят между 2,5 и 9,9 грама CO₂ на грам липиди. Този напредък би могъл да облекчи настоящия недостиг на суровини за биодизел и да отвори нови пътища за производство на горива, химикали и възобновяеми материали в сектори, традиционно зависими от изкопаемите горива, като тежки превозни средства и авиация.

Изследователите са използвали електрокатализа на CO2, за да го превърнат в междинни вещества, които след това се трансформират от микроби в липиди или мастни киселини и в крайна сметка стават суровина за биодизел. Процесът е много по-ефективен от фотосинтезата и използва значително по-малко земя от биодизела на основата на соя.

Нова ера за биогоривата

Работата на Юан, Дай и техния екип представлява важна стъпка към енергийния преход и намаляването на глобалните емисии.

„Този ​​процес може да трансформира производството на възобновяеми горива и материали, елиминирайки зависимостта от изкопаемите горива в ключови сектори“, подчертава Юан.

Електро-биодизелът показа още как научните иновации могат да преодолеят ограниченията на традиционните методи, предлагайки устойчиви решения на най-належащите екологични предизвикателства. Ако се приложи в голям мащаб, това може да промени играта в глобалния енергиен сектор.