Düşük Maliyetli Biyoyakıt için Yeni Teknoloji
Fotoğraf: Yeni teknoloji sayesinde biyoyakıtlar düşük maliyetlerle üretilebilecek
Ulaşımda fosil yakıtlara alternatif olabilecek biyoyakıt eldesi için Birleşmiş Krallık’taki Imperial College araştırmacıları tarafından uygun maliyetli ve enerji açısından verimli bir süreç geliştirildi.
Yenilenebilir organik atıklardan elde edilen biyoyakıtlar havacılık ve taşımada kullanılan fosil yakıtların yerini almada elektrikli araçlara bir alternatif olarak sunuluyor. Ancak, ulaşım ve enerji üretimi için kullanılsalar da yüksek maliyetinden dolayı henüz büyük ölçeklerde kullanılmamıştır. Yüksek maliyetinin nedeni biyo-bütanol elde etmek için kullanılan yüksek enerjili ve düşük verimli yöntemlerden kaynaklanmaktadır.
Araştırmacılar, BP ile işbirliği yaparak enerji ihtiyacını % 25 düşürüp 10 kat daha fazla üretim yapabilecekleri membrana dayalı bir ekstraksiyon metodu geliştirdiler. Bu çalışmada, araştırmacılar ekstraksiyon için sprey kaplı ince film kompozit malzemden bir membran geliştirdiler.
Araştırmacılar, istenen özelliklere sahip bir ekstraktant ve membran belirlemek üzere çalıştılar. Geliştirilen membran biyoyakıtın akışına izin verirken ekstraktant ve suyun taşınmasını engelleyecek özelliktedir. Ekstraktant olarak ise birçok farklı özelliğe dayanarak seçimlerini 2-ethyl-hexanol (2EH)’den yana kullandılar.
Membran, fermantasyon sıvısını oldukça seçici ancak mikroorganizmalar için toksik olan ekstraktanttan (2EH) ayırır. Elde edilen alkol, düşük konsantrasyonu sayesinde toksisiteyi önleyerek biyoyakıt üretmek üzere membrandan ekstrakte edilebilir. Ek olarak, membran geleneksel yöntemlere kıyasla daha verimli ve sürekli bir üretim sağlar.
Araştırma üyelerinden Jihoon Kim’e göre; üretim için fermantasyon sıvısı ve ekstraktant, membran ünitesinin her iki tarafından pompalar kullanılarak dakikada 1 litre hızla gönderilir. Her iki membran da kuvvetli bir şekilde karıştırılarak 37 oC’de tutulur.
Bütanol üretimi için gerekli enerji miktarı geleneksel membran üretimine göre daha azdır. Ayrıca, geri kazanım oranı geleneksel yöntemlere göre 10 kat artmıştır. Bu şekilde, farklı saflıklardaki ürünlerin geri kazanım oranları karşılaştırılmıştır. Kim, bu nedenle biyoyakıt üretiminde enerji tüketiminin farklı sistemleri karşılaştırmak için araştırıldığını söyledi.
Kim’e göre Imperial’daki araştırma takımı şu an bu teknolojiyi ileriye taşımak için çalışmaktadır. Buna membranı endüstri boyutuna taşımak ve mikroorganizmaları hareketsiz hale getirmek dahildir. Kim, Imperial’daki araştırmanın laboratuvar ölçeğinde yapıldığını ve mevcut membranın en fazla A4 boyutunda olduğunu açıkladı. Büyük ölçekli membran üzerine çalışılması gerektiğini söyledi.
Ek olarak, mikroorganizmalar membrane üzerinde bir biyofilm oluşturarak ekstraksiyon hızını düşürebilir ve bu yüzden, araştırmacılar ekstraksiyonu geliştirmek için ince film tabakasını engelleme üzerine çalışmalarını yürütmektedir. Ayrıca sıcaklığın ekstraktant üzerindeki etkilerini araştırmaktalar.
Kim, biyoyakıt üretimine ek olarak, geliştirilen sistemin diğer zorlu ayırma işlemlerine uygulanabileceğini söyledi. Şöyle ekledi: “Geliştirilen süreç sayesinde reaktantlar, katalizörler ve mikroorganizmalar membranın bir tarafında tutulup ürün diğer tarafından elde edilebilir. Bu sayede üretim oranı arttırılabilir.”
Ekibin lideri, Imperial College kimya mühendisliği profesörü Andrew Livingston bir muhabire, maliyetlerinden dolayı biyoyakıtların genellikle daha da geliştirilmek üzere benzin veya dizel ile birleştirildiğini açıkladı ve ekledi:
“Yeni teknolojimiz, biyoyakıt maliyetlerini düşürmeye yardımcı olabilir, böylece ulaşım ve havacılıkta fosil yakıtların yerini alabilirler. Bu, çevre ve bu konuda çalışan bizler adına mutluluk verici bir durum.”
Kaynak: thechemicalengineer.com
