مع ارتفاع أسعار الغاز وتكاليف الطعام التي تضيق ميزانيات الأسرة ، يبحث فريق متعدد التخصصات من الباحثين في WPI عن طرق لاستخدام نفايات الطعام لصنع بديل وقود متجدد وبأسعار معقولة للديزل الذي يعتمد على الزيت. العمل ، بقيادة أستاذ الهندسة الكيميائية مايكل تيمكو ، تم تفصيله في ورقة جديدة في مجلة iScience .
قال تيمكو: “من خلال إنتاج وقود الديزل الحيوي من خلال هذه الطريقة ، أظهرنا أنه يمكننا خفض سعر الغاز إلى 1.10 دولار للجالون ، وربما حتى أقل”.
تقدر وكالة حماية البيئة أنه في عام 2018 في الولايات المتحدة ، انتهى المطاف بحوالي 81٪ من الأغذية المنزلية ، في مدافن القمامة أو مرافق الاحتراق، تعتبر مخلفات الطعام أيضًا مساهمًا رئيسيًا في تغير المناخ : بمجرد وضعها في مكبات النفايات ، فإنها تنبعث منها غاز الميثان ، وهو أحد غازات الدفيئة.
قال تيمكو ، “تحويل نفايات الطعام إلى ديزل لديه أيضًا القدرة على تعويض ما يصل إلى 15.3 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا ، مما يقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.”
العمل جزء من مشروع متعدد السنوات بدعم من وزارة الطاقة والمؤسسة الوطنية للعلوم ومركز ماساتشوستس للطاقة النظيفة ، وهو يعتمد على الأبحاث المنشورة سابقًا في عام 2018 ويصقلها.
يركز تيمكو وفريقه الآن على العثور على طريقة لتسهيل توسيع نطاق عملية التحويل وإدخالها إلى السوق التجاري.
لصنع الوقود ، استخدم الباحثون عملية تسمى التسييل الحراري المائي ، والتي تستخدم الحرارة والماء لتفكيك مخلفات الطعام إلى سائل.
إنها طريقة تم استخدامها على نطاق واسع في تحويل المواد الأخرى إلى وقود حيوي ، بما في ذلك الطحالب.
ومع ذلك ، فإن استخدام مخلفات الطعام يزيل الحاجة إلى زراعة الطحالب وزراعتها – وهي عملية مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً – بينما تؤدي أيضًا إلى نتائج مماثلة لكمية الوقود التي يتم استخلاصها.
استخدم الفريق أيضًا محفزًا مصنوعًا من معدن طبيعي موجود في العظام للحصول على ما يصل إلى 30 ٪ من الطاقة من نفايات الطعام.
أستاذ مساعد أندرو تيكسيرا ودكتوراه. لعبت الطالبة هيذر ليكليرك أدوارًا رئيسية في البحث أيضًا.
أمضى LeClerc العام الماضي في إجراء البحوث في الدنمارك ، كجزء من منحة فولبرايت ، وهو في منتصف زمالة بحثية للخريجين من NSF لمدة ثلاث سنوات.
بالنسبة لهذا العمل الأخير حول نفايات الطعام والوقود الحيوي ، عمل LeClerc أيضًا مع معهد Woods Hole Oceanographic Institute في Cape Cod لاكتساب فهم أفضل للطرق الحيوية التي كان فريق WPI ينتجها ، وذلك باستخدام المعدات التي يستخدمها باحثو Woods Hole عادةً لتحديد كيفية تسرب النفط يؤثر على بيئة المحيطات ويغيرها بمرور الوقت.
سيواصل الباحثون جهودهم لتكرير الوقود بشكل أكبر ، وتطوير طرق لاستخدام هذه العملية لصنع زيت التدفئة المنزلية والديزل البحري لتشغيل السفن.
