Penyelidik di Universiti Illinois telah berjaya menukar sisa makanan kepada bahan api penerbangan yang mampan, yang berpotensi merevolusikan pendekatan industri untuk mengurangkan pelepasan karbon. Proses inovatif mereka memenuhi piawaian industri dan menjanjikan faedah alam sekitar dan ekonomi yang ketara.
Perjalanan kapal terbang terus berkembang popular, menjadi penyumbang utama kepada pelepasan gas rumah hijau kerana pergantungan kepada bahan api jet. Walau bagaimanapun, penyelidik di University of Illinois Urbana-Champaign telah melancarkan penyelesaian terobosan: menukar sisa makanan kepada bahan api penerbangan mampan (SAF).
Kajian diterbitkan dalam Nature Communications mempersembahkan proses inovatif yang boleh membantu industri penerbangan mencapai matlamat pelepasan karbon bersih-sifar menjelang 2050.
Pasukan penyelidik menyifatkan proses itu sebagai mengubah sisa makanan menjadi minyak biocrude melalui pencairan hidroterma (HTL). Minyak biocrude ini kemudiannya ditulenkan dan ditapis menggunakan hidrogen dan mangkin untuk menghasilkan bahan api penerbangan.
"HTL pada asasnya meniru pembentukan semula jadi minyak mentah di Bumi. Ia menggunakan haba dan tekanan yang tinggi untuk menukar biojisim basah kepada minyak biokrude. Matlamat kerja ini adalah untuk menaik taraf minyak biokrude itu kepada bahan api pengangkutan yang boleh masuk terus ke dalam infrastruktur tenaga sedia ada," penulis utama Sabrina Summers, yang baru-baru ini memperoleh ijazah kedoktoran daripada Jabatan Kejuruteraan Pertanian dan Biologi (ABE).
Kepentingan kejayaan ini terletak pada kepelbagaian dan skalabilitinya. Proses ini boleh mengendalikan pelbagai jenis sisa bio, termasuk enap cemar kumbahan, alga mekar dan sisa pertanian.
Ini menjadikannya kaedah yang menjanjikan untuk menghasilkan bahan api jet boleh diperbaharui sambil menangani sisa makanan global, yang menyumbang lebih daripada 30% makanan yang dihasilkan setiap tahun.
"Untuk memenuhi matlamat industri penerbangan untuk menyahkarbonat bahan api jet, kami memerlukan banyak sumber boleh diperbaharui yang berbeza, dan pertanian akan memainkan peranan penting dari segi menyediakan bahan mentah," tambah pengarang yang sepadan Yuanhui Zhang, seorang profesor ABE.
Kajian itu mempamerkan kejayaan penyelidik dalam menukar minyak biocrude kepada bahan api jet yang memenuhi piawaian ketat yang ditetapkan oleh Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika (ASTM) dan Pentadbiran Penerbangan Persekutuan.
Mereka mengenal pasti kobalt molibdenum sebagai pemangkin paling berkesan untuk menapis biocrude menjadi bahan api, lulus ujian prapenyaringan Tahap Alpha dan Beta yang ketat tanpa memerlukan sebarang campuran bahan api fosil.
"Penyelidikan kami membantu menyelesaikan masalah sains dan kejuruteraan, dan kemudian industri boleh melangkah masuk. Proses ini boleh digunakan pada jenis minyak lain untuk SAF. Ia juga boleh menggantikan bahan lain, seperti sebatian terbitan petroleum untuk membuat plastik," tambah Zhang. "Ini mempunyai potensi besar untuk peluang perniagaan dan pembangunan ekonomi."
Faedah alam sekitar yang berpotensi adalah sangat besar. Dengan mengintegrasikan sisa makanan ke dalam ekonomi bulat, kaedah ini membantu mengurangkan sisa tapak pelupusan dan pelepasan gas rumah hijau daripada penguraian makanan.
Zhang sebelum ini telah mencipta a Indeks Pekeliling yang mengukur bioekonomi pekeliling, dan beliau menyatakan bahawa SAF memberikan sumbangan penting kepada pekeliling.
"Dalam ekonomi linear, kami hanya menghasilkan sesuatu, menggunakannya dan membuangnya. Dalam projek ini, kami mengambil sisa dan memulihkan tenaga dan bahan untuk membuat produk yang boleh digunakan," kata Zhang. "Ini mengisi pautan yang hilang dalam paradigma bulat."