W ramach finansowanego przez UE projektu opracowano innowacyjne nanokatalizatory w celu stworzenia zintegrowanego, modułowego i wysoce wydajnego procesu produkcji paliw z odnawialnych źródeł energii.

Zmiany klimatu i wzrost liczby ludności wymagają wykorzystania bardziej zrównoważonych źródeł energii. Chociaż problem jest palący, jest on tylko jednym z wielu wyzwań, przed jakimi stoi przemysł petrochemiczny. Zwiększona konkurencja i zależność od źródeł zewnętrznych, rosnące koszty oraz presja na zmniejszenie wpływu na środowisko wywieranego przez stosowane procesy to kolejne wyzwania, z którymi ta branża musi sobie poradzić.

Aby móc sprostać odpowiedzialności środowiskowej, gospodarczej i społecznej, branża musi opracować zrównoważone metody produkcji paliw. Piętnastu partnerów z ośmiu krajów połączyło wysiłki w ramach finansowanego przez UE projektu BIOGO-FOR-PRODUCTION w celu radykalnego przekształcenia procesów produkcyjnych i realizacji tych istotnych ulepszeń.

Przekształcenie biogazu w benzynę

Projekt koncentrował się na opracowaniu zintegrowanego, spójnego i całościowego podejścia do unowocześnienia produkcji biopaliw ze zrównoważonych źródeł. Partnerzy projektu wykorzystali nowatorską technologię przygotowywania nanoskalowych katalizatorów, cechującą się zmniejszoną zależnością od metali szlachetnych i metali ziem rzadkich, jak również innowacyjne metody przemysłowe dla każdego etapu produkcji.

„W projekcie BIOGO-FOR-PRODUCTION opracowaliśmy proces przekształcania odnawialnych bioolejów i biogazu w gaz syntezowy, który następnie jest przetwarzany katalitycznie na biopaliwa i standardowe produkty chemiczne. Ten zrównoważony proces jest niezależny od paliw kopalnych”, mówi koordynator projektu Gunther Kolb. Naukowcy wykorzystali biogaz wzbogacony wodorem, który można łatwo przekształcić w gaz syntezowy za pomocą metody autotermicznej lub połączonej metody egzo- i endotermicznej. Nadmiar wodoru i ciepła został wykorzystany do przekształcenia oleju pirolitycznego w dodatkowy gaz syntezowy, aby ostatecznie uzyskać skład nadający się do syntezy metanolu. Za pomocą odpowiednich katalizatorów metanol został następnie przekształcony w paliwo ciekłe – syntetyczną benzynę.

Produkcja paliw syntetycznych ze źródeł odnawialnych wniesie niezwykle cenny wkład w zrównoważone zaspokojenie zapotrzebowania na energię. „W przeciwieństwie do konwencjonalnego procesu Fischera-Tropscha stosowanego obecnie w produkcji syntetycznych paliw węglowodorowych, technologia BIOGO-FOR-PRODUCTION odznacza się niższą emisją dwutlenku węgla, a także wyższą efektywnością energetyczną, bezpieczeństwem dostaw i korzyściami ekonomicznymi”, dodaje Gunther.

Nanotechnologia w produkcji biopaliw

Partnerzy projektu pracowali nad udoskonaleniem dostępnych katalizatorów dla każdego z czterech kluczowych etapów procesu produkcyjnego. W celu poprawy ogólnej wydajności zastosowano innowacyjne techniki, takie jak napylanie przy równoczesnym bombardowaniu wiązką jonów. Technika ta polega na bombardowaniu powierzchni materiału o dużej powierzchni wiązką atomów. Nowo opracowane stabilne katalizatory ograniczyły powstawanie lekkich węglowodorów, w szczególności metanu.

Zespół opracował również nowy system, który charakteryzuje się znacznie wyższym tempem osadzania nanoklastrów, o około dwa do trzech rzędów wielkości wyższym niż typowy system klasy badawczej, używany obecnie w laboratoriach uniwersyteckich. Sprawia to, że znacznie lepiej nadaje się on do zastosowania w przemyśle.

Uczestnicy projektu BIOGO-FOR-PRODUCTION zademonstrowali swoją technologię na razie tylko w małej skali. Miniinstalacja pracuje w pojemnikach przystosowanych do produkcji chemikaliów i może w przyszłości stać się podstawą dla modułowych zakładów produkujących paliwa. Naukowcy przeprowadzili również pilotażową produkcję katalizatorów i zademonstrowali potencjał produkcyjny technologii w zakresie szybkiego wprowadzenia do przemysłu.

Źródło: www.cordis.europa.eu