Illinois Üniversitesinde yapılan sera gazı emisyonlarını azaltmaya yönelik alternatif yakıt üretme çalışmalarında petrol yerine geçebilecek yeni yakıt üretildi. Tarım Biyoloji Mühendisliği Kurucu Profesörü Yuanhui Zhang öncülüğündeki araştırma grubu, atık gıdaları hidrotermal sıvılaştırma (Hydrothermal Liquefaction HTL) yöntemiyle rafine edilmeye hazır biyolojik yağa dönüştüren yeni yöntem geliştirdi.
Ham madde tedariği sürdürülebilir yakıt üretimindeki önemli kısıtlamalardan biri olarak görülüyor. Araştırma grubu, kentsel gıda atıklarını ham madde olarak kullanarak kısıtlamaları aşmayı döngüsel biyoekonomi oluşturmayı hedefliyor. Nature Sustainability’ yayınlanan çalışma gıda atıklarından elde edilen yakıtın geleneksel jet yakıtıyla karıştırılarak kullanılabileceğini gösteriyor.
Atık sular ham madde olarak kullanılabilir
Hidrotermal sıvılaştırma doğada milyonlarca yılda üretilen petrol oluşturma süreci laboratuvar ortamında simüle edilerek çok daha kısa süre içerisinde gerçekleştirilebiliyor. Yüksek sıcaklık basınç altında işlenen biyolojik materyaller rafine edilmeye hazır biyolojik ham yağa dönüştürülüyor. Geleneksel piroliz süreçlerinden farklı olarak hidrotermal sıvılaştırmanın ıslak atıklar üzerinde çalışması kanalizasyon çamuru gibi yüksek nem içeren maddelerin kurutma maliyeti enerji kaybı olmaksızın işlenmesine olanak tanıyor. durum yalnızca kentsel gıda atıklarının değil, aynı zamanda arıtılmış atık suların ham madde olarak kullanılmasının önünü açıyor. Elde edilen biyolojik ham yağ katalizörler yardımıyla rafine edilerek jet yakıtı standartlarına uygun hale getiriliyor.
Doğada çürüyerek metan C02 salınımına yol açan atık gıdaların yeni ham madde kaynağına dönüştürülmesi aynı zamanda mevcut su altyapısının enerji üretimine dahil edilmesi döngüsel sürdürülebilirliği sağlıyor. Bunun yanı sıra HTL sürecinde toksik ancak besin açısından güçlü HTL-AP (HTL aqueous phase) isimli yan ürün çıkıyor. ürünün elektrokimyasal yöntemlerle arıtılması besinlerin doğaya tekrar kazandırılması döngüsel biyoekonomi destekleniyor. HTL-AP’nin arıtılması projenin çevresel ekonomik sürdürülebilirliği açısından kritik rol oynuyor. Ancak mevcut EC (electrochemical) arıtma teknolojisinin yüksek maliyetleri sebebiyle litre başına üretim maliyetinin neredeyse üç kat arttığı belirtiliyor. Araştırmacılar gelecekte teknolojik ilerlemeler birlikte maliyetin düşeceğini öngörüyor.
Yakıt tek başına yeterli değil
Araştırmanın liderlerinden aynı zamanda Tarım Biyoloji Mühendisliği Bölümü Kurucu Profesörü Zhang, Amerikan Test Malzeme Derneği Federal Havacılık İdaresi tarafından belirlenen endüstri standartlarına sürdürülebilir havacılık yakıtı tamamen uygunluk sağlamanın zor olduğunu söylüyor. Belirlenen standartlara erişmek için SAF (sürdürülebilir havacılık yakıtı) yüzde 50 oranında geleneksel fosil yakıtlarla karıştırılıyor. TechXplore’un aktardığına göre, karışımı otomobillerde kullanılan etanol-fosil yakıt karışımına benzeten Zhang, “Testlerimiz yüzde 50-50 oranındaki karışıma dayanmaktadır; dolayısıyla, normal yakıtla yüzde 10 veya 20 oranında SAF karışımı kullanmak kesinlikle mümkün olacaktır.” diyerek güncel motor teknolojilerinde karışımın çalışacağını vurguluyor.
Lojistik açıdan gıda atıklarının toplanması sürdürülebilir biyoekonominin yararına kullanılmak üzere tesislere taşınması projenin önündeki zorluklardan biri olsa çalışma, kentsel organik atıkların sürdürülebilir havacılık yakıtına dönüştürülmesinin teknik olarak mümkün çevresel açıdan faydalı olduğunu ortaya koyuyor. Araştırmacılar projenin gelecekte küresel ısınma başta olmak üzere birçok çevre sorununa fayda sağlayabileceği belirtiliyor.
: Nature Sustainability
