Các nhà khoa học Nga biến phân thành khí đốt thân thiện với môi trường có năng suất tỏa nhiệt cao

Các nhà khoa học từ Đại học Tổng họp Quốc gia Tyumen (UTMN) đã xác định điều kiện tối ưu để xử lý phân thành khí với năng suất tỏa nhiệt cao. Theo họ, phương pháp xử lý bằng vi sóng chất thải trong chăn nuôi gia súc cho phép thu được nhiên liệu thân thiện với môi trường với năng suất tỏa nhiệt cao và có hàm lượng hydro cao.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Biomass Conversion and Biorefinery.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, việc thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là việc sử dụng sinh khối (biomass) để sản xuất điện năng, là một trong những lựa chọn đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do khai thác nguồn năng lượng hóa thạch.

Theo họ, một trong những loại sinh khối là chất thải chăn nuôi - phân của vật nuôi. Trong quá trình lưu trữ và phân hủy tự nhiên trong không khí, nguyên liệu thô này là nguồn phát thải khí nhà kính - metan và oxit cacbon.

Các nhà khoa học từ Đại học Tổng họp Quốc gia Tyumen (UTMN) đã xử lý bằng vi sóng phân gia súc thành khí đốt. Khi sử dụng phương pháp này, quá trình phân hủy các chất hữu cơ xảy ra mà không có oxy, đồng thời các chất hữu cơ tiếp xúc với bức xạ vi sóng trong toàn bộ thể tích của vật liệu. Đó là lý do tại sao quá trình gia nhiệt diễn ra nhanh hơn nhiều so với phương pháp nhiệt phân tiêu chuẩn và sản phẩm thu được có thành phần gần như đồng nhất.

Các chuyên gia của Đại học Tyumen lưu ý rằng, phương pháp này cho phép biến phân gia súc thành khí đốt với năng suất tỏa nhiệt cao (nhiệt lượng tỏa ra khi 1 kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn), thân thiện với môi trường với hàm lượng hydro cao (14,1%) và hàm lượng chất không cháy thấp (13,2%).

"Chúng tôi đã chỉ ra rằng, khí nhiệt phân thu được khi tiếp xúc với vi sóng có giá trị của nhiệt lượng cao hơn (gấp 1,6 lần) và thải ra ít khí thải nhà kính trong quá trình đốt cháy (ít hơn 1,9 lần) so với khí đốt được tạo ra trong quá trình nhiệt phân truyền thống", – ông Roman Tabakaev, nhà nghiên cứu cấp cao tại Phòng thí nghiệm Công nghệ tiết kiệm tài nguyên để xử lý nhiệt sinh khối thuộc Viện X-BIO của Đại học Tyumen, cho biết.

Ông cho biết thêm, nhiều nước châu Âu, Mỹ và Trung Quốc đang tích cực nghiên cứu về nhiệt phân bằng vi sóng nhiên liệu hữu cơ. Tuy nhiên, các nhà khoa học thường tập trung nghiên cứu một loại nhiên liệu hoặc một số loại nhiên liệu.

“Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi xem xét một phức hợp nhiên liệu (từ sinh khối đến than) và chú ý đến cơ chế nhiệt phân và khả năng tăng hiệu quả xử lý thành sản phẩm khí, chẳng hạn như bằng cách đưa chất xúc tác đa chức năng vào quy trình”, - ông Tabakaev giải thích.

Ở giai đoạn này, các nhà khoa học có nhiệm vụ phát triển máy phát điện có thể hoạt động ở chế độ tự trị dựa trên các nguồn tài nguyên địa phương (than, gỗ, than bùn, rơm rạ, phân bón), để cung cấp điện cho các cơ sở năng lượng quy mô nhỏ (một ngôi nhà hoặc một khu định cư, một trang trại hoặc cơ sở sản xuất nông-công nghiệp, v.v.), điều này đặc biệt quan trọng đối với những khu vực mà việc cung cấp nhiên liệu bị hạn chế bởi điều kiện tự nhiên.