Újszerű anyagok biomasszából

Újszerű anyagok biomasszábólKözzétéve itt: magyarmezogazdasag.hu az Agrárhírportál (https://magyarmezogazdasag.hu)

Újszerű anyagok biomasszábólIdén a tudományos kutatások egyik hangsúlyos területe a bioökonómia, azaz a biomassza alapúgazdaság. A cél a természetes anyagok és erőforrások fenntartható és innovatív felhasználása,ezáltal a fosszilis és ásványi nyersanyagok helyettesítése, a környezetbarát termelés. Ezekre egyrenagyobb szükségünk lesz az éghajlatváltozás, a népesség növekedése és a fajok számánakdrasztikus csökkenése miatt.

A kísérletekhez malátát is felhasználhatnak

Félmillió eurós támogatás

A bioökonómia az egyik fő témája a stuttgarti Hohenheim Egyetemen folyó oktatásnak éskutatásnak, amely a helyi agrártudományi, természettudományi, valamint gazdaság- éstársadalomtudományi karok szoros együttműködésében valósul meg. Az Európai Unió általfinanszírozott GreenCarbon projektben új tudományos és technológiai ismeretek

1. oldal (összes: 4)


megszerzése a cél az újszerű alapanyagok felhasználásához. A megújuló nyersanyagokátalakításának technológiáját vizsgáló csapat Andrea Kruse professzor vezetésével már 2016 ótarészt vesz nemzetközi, több szakterületet érintő kutatásokban. A fő irányvonalat a növényibiomasszából kinyerhető anyagok kutatása képviseli, amelyhez a Hohenheim Egyetem 500 ezereurós támogatást kapott.Az ötlet lenyűgöző: a következő években fokozatosan megújuló erőforrások helyettesíthetik a szenetés az olajat, azaz a műanyagok, festékek alapanyagait. Ehhez mindenekelőtt az kell, hogy ezek azerőforrások könnyen szintetizálhatók és olcsók legyenek.

A megújuló nyersanyagokból előállított szénszármazékok, mint például a növényi biomasszábólszármazó anyagok ideálisak lehetnek minden szempontból.

Növényi hulladékból

Bonyolult karbonizációs folyamatok révén a biomassza sokféle formája átalakítható szén jellegűanyagokká, magyarázta a professzor. A legfeljebb 10 százalékos víztartalmú, száraz biomassza,például a széna, a fa vagy a szalma esetében pirolízist lehet alkalmazni, amelyben a kiindulási anyagaz oxigén elvonásával, magas hőmérsékleten elszenesedik, hasonlóan ahhoz, mint amikor a fa eléga faszénégetőben.

Ezzel szemben a nedves, 80-90 százalék víztartalmú biomasszát az úgynevezett hidrotermáliskarbonizáció (HTC) eljárással alakítják át széntartalmú szilárd anyaggá. 180 és 250 °C közöttihőmérsékleten, kissé megnövelt nyomás alatt hasonló folyamat játszódik le, mint egy kuktában. Akémiai folyamatok során a szén nanoszerkezetűvé alakul át, amitől érdekes technológiaitulajdonságokkal rendelkezik. Az ilyen szénhidrogének felhasználhatók például aktív szénformájában levegőtisztításhoz, gáz vagy (szenny)víz tisztításához, hidrogéntároló közegként,elektródák anyagaiként elemekben, akkumulátorokban vagy például szuperkondenzátorokban,amelyek az elektromos autók gyártásához szükségesek.



Nem verseng az élelmiszeriparral

Azért, hogy ne versenyezzenek az élelmiszeriparral a kiindulási anyagokért, a kutatócsapat azokat anyersanyagokat részesíti előnyben, amelyek melléktermékként vagy hulladékként keletkeznek amezőgazdaságban és az élelmiszergyártásban, így egyebek közt szóba jöhet a növényi lomb, aszalma vagy az erjedési maradványok biogázüzemekből. A mezőgazdasági hulladék tehátremekül felhasználható és egyúttal új, kiváló minőségű termékek gyártására is alkalmas. Akutatásokhoz jelenleg elsősorban a sörgyártásból származó, magas fehérjetartalmú sörmalátamaradványait használják fel. A HTC során a fehérje nitrogénje beépül a szénszerkezetbe, ígybizonyos körülmények között a már piacon lévőktől még jobb anyagok nyerhetők belőle. Ezeket azanyagokat energiatárolóként, szuperakkumulátorokként használják fel.

Megfelelő eljárás a megfelelő termékhez

A szénhidrogének eltérő tulajdonságai ugyanakkor megkövetelik, hogy mindig a megfelelő eljárástalkalmazzák. Például, ha tüzelőanyag gyártása a cél, akkor a hamu- ésnitrogéntartalomnak a lehető legkisebbnek kell lennie, míg ha műtrágyát szeretnénekkészíteni, akkor a magas ásványianyag- és nitrogéntartalom kívánatos. Mindeddig azonbannem ismerik pontosan az eljárások kémiai folyamatát és azoknak a termék tulajdonságaira gyakorolthatását, ezért is nehéz, már-már lehetetlen az előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkezőanyagok célzott előállítása.

A kutatás során ezért nemcsak azt vizsgálják, hogy mi és milyen mértékben befolyásolja avégeredményt, hanem kidolgoztak egy új kaszkádos HTC folyamatot az azt követő pirolízissel. Nempusztán alapkutatást végeznek, mert minden vizsgálatnál az a hosszú távú cél, hogy a laboratóriumifolyamatokat ipari méretekben is alkalmazni tudják.Eddig számos laboratóriumi és üzemi kísérleten vannak túl a Hohenheimben és a Leunában találhatóFraunhofer vegyi-biotechnológiai folyamatok központjában annak érdekében, hogy meghatározzák alegmegfelelőbb működési feltételeket.

Különösen a HTC-nél vált világossá, hogy a folyamat úgy irányítható, hogy a felhasznált biomasszagyakorlatilag nincs hatással a végtermékre. A kutatók szerint a kiindulási anyagtól függetlenül a HTCfolyamata mindig hasonlóan ment végbe. Ezért a módszer nem korlátozódik egyetlen forrásra,hanem sokféle különböző kiindulási anyagot lehet hozzá használni. Még jobb eredményeket érnek el,ha a szénhidrogént ezt követően pirolízisnek vetik alá.



Szén és kőolaj lehetséges alternatívája. A Hohenheim Egyetem egy csapata olyan finomításifolyamaton dolgozik, ami a növényi biomasszát modern széntartalmú anyaggá képes átalakítani

A GreenCarbon projekt második fő célkitűzése a doktori iskola hallgatóinak képzése. Eddig kétdoktorandusz összesen tizenkét publikációját felügyelte a témában Andrea Kruse.

A GreenCarbon projekt

A GreenCarbon nemzetközi kutatóhálózat alapvetően azt vizsgálja, hogy miként készíthetőkkorszerű, innovatív anyagok szerves hulladékból. A Zaragozai Egyetem vezetésével nyolckutatóintézet és hét ipari partner együttműködésével vizsgálják a széntartalmú anyagokgyártásának minden szempontját, a nyersanyagtól a feldolgozáson keresztül a lehetségesfelhasználásig. A kapott eredményekre és a kidolgozott technológiákra alapozva abban bíznak, hogylehetővé válik a szén alapú kereskedelmi termékek nagyüzemi fejlesztése, amelyeket aztánenergiatárolóként, például talajjavítóként tudnak felhasználni. Egy speciális képzési programegyidejűleg 14 doktori hallgatót támogat.

Szerző: Rass KrisztinaKözzététel ideje: 2020. 07. 20., hétfő, 17:00

A forrás webcíme: https://magyarmezogazdasag.hu/2020/07/20/ujszeru-anyagok-biomasszabol


https://magyarmezogazdasag.hu/2020/07/20/ujszeru-anyagok-biomasszabol

Újszerű anyagok biomasszából

Documents