Biopaliwo z plastiku
Marta Pieszko | 2007-04-15
Naukowcom udało się stworzyć plastik, który ulega konwersji w biopaliwo. Może on być stosowany zarówno jako materiał do wytwarzania różnego rodzaju opakowań, jak i po ich zużyciu może łatwo zostać przekształcony w substytut paliwa do silników diesla.
Technologia ta obecnie nie jest na wystarczającym poziomie jak na komercjalne wykorzystanie, jednak Pentagon był pod tak dużym wrażeniem, że przeznaczył ponad 2 miliony dolarów na dalsze badania. To pomogłoby zredukować ilość materiałów, które wojsko musi wysyłać żołnierzom z daleko położonych baz, ponieważ plastik miałby zastosowanie zarówno jako opakowania jak i biopaliwo. Zmniejszyłoby to również problem usuwania odpadów, co według Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych (DARPA) jest główną zaletą tej technologii.
Bioplastik wykonany jest z odnawialnych surowców pochodzenia rolniczego, jest prostą alternatywą dla zwyczajnego plastiku oraz jest bardziej przyjazny dla środowiska. Przede wszystkim jednak użycie bioplastiku pozwala na uzyskanie zupełnie zamkniętego obiegu: wyrzucony produkt wykonany z bioplastiku może stać się surowcem, z którego powstanie nowa porcja biomasy.
Dr Gross, profesor chemii z Polytechnic University w Brooklynie, zamienia oleje roślinne, normalnie stosowane do wytwarzania biopaliw, w bioplastik. Plastik ten może występować w formie elastycznej bądź sztywnej, tak jak ten zwyczajowo stosowany w pakowaniu żywności. Następnie używa się naturalnego pochodzenia enzymów do przekształcenia plastiku w paliwo.
"Proces ten zachodzi w umiarkowanych warunkach letniej wody wodociągowej" - mówi dr Gross. Enzym kutynaza wytwarzany jest przez pasożyty by umożliwić im przegryzanie się przez błyszczącą powierzchnię drzew liści. Pozwala im to na wysysanie składników odżywczych z głębiej położonych partii liścia. Firma DNA 2.0 pobrała DNA z tych organizmów i wstawiła je do bakterii e.coli, w celu masowej produkcji enzymu.
Konwersja zaczyna się rozdrobnieniem plastiku. "Może to zostać wykonane przy użyciu zwykłej biurowej niszczarki do papieru" - mówi dr Gross. Następnie skrawki zanurza się w wodzie z małą ilością enzymu. Po trzech do pięciu dni, kiedy proces jest już kompletny, biopaliwo wypływa na powierzchnię.
Aby utrzymać standardy Agencji Ochrony Środowiska dla paliw stosowany normalnie na drogach USA, biopaliwo musi przejść dodatkowy proces chemiczny, jednak Darpa wierzy, że w rezultacie paliwo może być oczyszczane bezpośrednio w zbiorniku paliwa generatora diesla.
Według Darpa żołnierze zużywają średnio ponad 3,5 kg opakowań dziennie, a proste pozbycie się odpadów wymaga personelu, paliwa oraz specjalnego wyposażenia transportowego. Nawet jeśli energia zostanie utracona w procesie przekształcania plastiku, odpadki mogą zapewnić więcej paliwa do wytworzenia prądu niż bazy wojskowe będą potrzebować. Według dr Grossa galon oleju sojowego przyniesie taką samą ilość biodiesla zarówno jeśli zostanie przekształcony bezpośrednio lub jeśli przejdzie pośrednie stadium jako plastik.
Trik polega na tym by wziąć kwasy tłuszczowe z soi lub innej rośliny uprawnej i odpowiednio je chemicznie zmodyfikować. Następnie można je łączyć w długie łańcuchy budując bloki plastiku. Dodając wiązania krzyżowe, które łączyłyby poszczególne łańcuchy, powstałby plastik, który można by dowolnie uformować.
Kiedy bacteria e.coli użyje DNA uzyskane wcześniej z grzyba Candida Antarctica, przekształca hydroksykwasy tłuszczowe w polimery. Materiałowi temu po ogrzaniu można nadać użyteczny kształt. A kiedy jego kariera jako plastikowego pojemnika ulegnie końcowi, może zostać rozdrobniony a następnie chemicznie przekształcony do biopaliwa dieslowego.
Według Minshulla obecnie największym wyzwaniem jest uzyskanie minimalnej ilości enzymu, która przekształcałaby plastik w płyn. To znacznie obniżyłoby koszty.
Biodiesel jest jedynym alternatywnym paliwem na dzień dzisiejszy, które nie wymaga przerabiania silnika. W Polsce biodiesel najczęściej otrzymuje się z oleju rzepakowego.
Źródła:
http://www.nytimes.com/2007/04/09/business/09plastic.html
http://jcwinnie.biz/wordpress/?p=2113
http://www.biotrendy.pl/Index/Message/Id/84,spojrzenie_na_bioplastik
Komentarze
Plastik | 2007-07-09 00:00:00
W Polsce takie paliwo tez powstało, ale....parametry wstępne nie były zachwycajace i wymagały dopracowania. Jak to zwykle bywa potrzebny jest spory kapital , aby cos z tego wyszło na skale swiatowa. Nasz system finansowania nauki nie nadaje sie zupełnie do tego typu przedsięwzięć!
BioChem | 2008-06-06 05:01:26
Dodatkowa zaleta mikrobiodisli - nie trzeba destylować, w przeciwieństwie do alkoholu, bo samo wypływa na powierzchnie (jak zresztą napisane jest takżei w artykule). Zwiększa to znacznie wydajność energetyczną i opłacalność produkcji. Przy obecnych nowoczesnych, wydajnych i ekologicznych silnikach Diesla moim zdaniem to obecnie najlepszy kierunek w którym powinny podążać biopaliwa. Produkcja samego etanolu lub innych alkoholi napędowych jest nieopłacalna i w dalszej perspektywie ekologicznie szkodliwa .