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PNNL将食物垃圾转化为生物燃料 可为汽车提供动力

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58京牌 ,作为推进可持续能源解决方案的一部分,美国能源部太平洋西北国家实验室(Energy’s Pacific Northwest National Laboratory,PNNL)的科学家们将食物垃圾转化为清洁的可再生燃料,为飞机、火车和汽车提供动力。

(图片来源:PNNL)

几十年来,美国能源部一直在探讨利用植物或动物垃圾(而不是石油)生产燃料,同时提供成本效益。PNNL为此开发了相关技术,使用农业残留物、森林副产品、藻类,甚至下水道污泥和粪肥等原料,生产生物燃料。

在最近的研究中,PNNL研究人员成功将食物垃圾转化为一种能源密集型生物燃料,可能有助于取代当今的化石燃料,并实现效率、经济和环境效益。

首先,从效率的角度来看,食物垃圾中的脂肪含量较高,矿物含量较低,比起其他原料,可以生产更多的生物燃料。而且,食物垃圾很容易制成适合泵送的浆料,有利于简化生产,并充分降低预处理成本。

其次,与其他种植和采收费用较高的原料相比,食物垃圾的成本更低。使用食物垃圾来生产生物燃料,而不是种植的玉米或大豆等作物,可以避免浪费耕地资源。

第三,将这些垃圾转化为燃料,可以减少垃圾终端处理的压力,减轻环境污染。垃圾分解时会产生甲烷,这是一种有害的温室气体。

具体过程

PNNL的科学家们首先将垃圾混合在一起,并利用一种名为Muffin Monster的定制设备进行粉碎。将骨头、软骨、种子、包装纸等东西制成糊状物后,对其进行加热,以便可以连续泵送至反应器中,并转化为燃料。

研究人员正在测试不同类型的食物垃圾,观察是否能取得一致的结果。在实验过程中,他们解决了许多化学和工艺工程挑战,不仅通过微调热交换设计解决泵送问题,还开发了连续分离技术。

研究人员希望扩大生物资源基础,以提高效率,实现大规模应用。他们与资源评估团队合作,测试不同的原料混合物,以准确表征不同的垃圾来源。例如,他们正在评估密歇根州底特律方圆50英里范围内的可用资源,以确定可以用于生产生物燃料的原料,如食物垃圾、下水道污泥,以及脂肪、油类和油脂的混合物。在城市地区,使用食物垃圾原料,生物燃料生产工厂的规模可以扩大10倍。对于实现能源部的生物燃料成本和减排目标,这是重大进展。

除了工程挑战,PNNL还致力于解决实际问题。经济学家们通过对各种原料和生产因素组合进行建模,以确定相对于传统石油燃料,大规模生产生物燃料是否具有成本竞争力,及其是否可与现有基础设施兼容。

展望未来,研究人员将与一家垃圾处理公司合作。该公司从若干城市的家庭和企业收集并分离食品和其他有机垃圾,用于生产浆料。科学家将研究这种垃圾的成分,并将其应用于生产生物燃料的实验。

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