Investigadores do Illinois convertem resíduos alimentares em combustível para jactos, impulsionando a economia circular
Anúncios
As viagens de avião são mais populares do que nunca, e o nosso desejo de transporte rápido significa que o combustível de avião se tornou um dos principais contribuintes para as emissões de gases com efeito de estufa. Agora, investigadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign descobriram uma nova forma de resolver esse problema - convertendo resíduos alimentares em combustível de aviação sustentável (SAF) que cumpre as normas da indústria sem depender de misturas de combustíveis fósseis. O seu processo, descrito num novo estudo da Nature Communications, poderá ajudar a indústria da aviação a atingir o seu ambicioso objetivo de emissões líquidas zero de carbono até 2050.
Sabrina Summers, da Universidade de Illinois, demonstra o hidrotratamento de óleo biocrude a partir de resíduos alimentares.
Marianne Stein
Em poucas palavras, o processo é o seguinte: Os investigadores convertem os resíduos alimentares em óleo biocrude através de um processo de conversão termoquímica denominado liquefação hidrotérmica, ou HTL. Em seguida, removem as impurezas do óleo biocrude e, finalmente, refinam-no com a utilização de hidrogénio e catalisadores para o transformar em combustível de aviação.
Esta abordagem pode ser aplicada a uma variedade de matérias-primas e tipos de petróleo, conduzindo potencialmente a uma nova direção para a obtenção de combustíveis.
"A HTL imita basicamente a formação natural do petróleo bruto na Terra. Utiliza calor e pressão elevados para converter a biomassa húmida num óleo biocrude. O objetivo deste trabalho é transformar esse óleo biocrude em combustíveis de transporte que possam ser utilizados diretamente nas infra-estruturas energéticas existentes", afirmou a autora principal, Sabrina Summers, que se licenciou recentemente com o grau de doutoramento no Departamento de Engenharia Agrícola e Biológica (ABE), que faz parte da Faculdade de Ciências Agrícolas, do Consumo e do Ambiente e da Faculdade de Engenharia Grainger da U. of I.
Neste projeto, os investigadores utilizaram resíduos de uma instalação de transformação de alimentos próxima. A nível mundial, mais de 30% dos alimentos são desperdiçados anualmente em todos os níveis da cadeia de abastecimento - desde a exploração agrícola até ao transporte, transformação, venda a retalho, serviços alimentares e agregados familiares. A decomposição dos alimentos em aterros e estações de tratamento de águas residuais contribui ainda mais para as emissões de gases com efeito de estufa, e a reciclagem de resíduos ajuda a promover a sustentabilidade.
Mas a HTL pode processar matéria-prima a partir de uma vasta gama de resíduos biológicos, incluindo alimentos, lamas de depuração, proliferação de algas, estrume de suínos e resíduos agrícolas.
"Para cumprir os objectivos da indústria aeronáutica de descarbonizar o combustível para aviação, precisamos de muitas fontes renováveis diferentes e a agricultura vai desempenhar um papel fundamental em termos de fornecimento de matérias-primas", afirmou Yuanhui Zhang, professor da ABE e autor correspondente.
Para converter o biocrude em combustível de aviação, os investigadores começaram por remover impurezas como a humidade, as cinzas e o sal. Em seguida, utilizaram um processo chamado hidrotratamento catalítico para eliminar elementos indesejados como o azoto, o oxigénio e o enxofre - deixando para trás apenas os hidrocarbonetos necessários para o combustível. Depois de testarem dezenas de opções, identificaram o cobalto-molibdénio como o catalisador comercialmente disponível mais eficaz para conduzir as reacções químicas necessárias e refinar o petróleo em combustível de aviação sustentável.
Para otimizar o processo de hidrotratamento, os investigadores ajustaram variáveis como a temperatura, as cargas de catalisador e de hidrogénio e o tempo de retenção para identificar as melhores condições para a produção de combustível para aviação. De seguida, testaram o seu combustível de aviação sustentável de acordo com as rigorosas normas estabelecidas pela American Society for Testing and Materials (ASTM) e pela Federal Aviation Administration. A sua amostra SAF passou nos testes de pré-seleção Tier Alpha e Beta e cumpriu todas as especificações do combustível de aviação convencional - sem necessidade de quaisquer aditivos ou misturas com combustíveis fósseis.
A tecnologia tem o potencial de ser ampliada para produção comercial, observou Zhang.
"A nossa investigação ajuda a resolver os problemas científicos e de engenharia, e depois a indústria pode intervir. O processo pode ser aplicado a outros tipos de óleos para SAF. Pode também substituir outros materiais, como os compostos derivados do petróleo para o fabrico de plásticos. Isto tem um enorme potencial para oportunidades de negócio e desenvolvimento económico", afirmou.
Zhang desenvolveu um índice para medir a bioeconomia circular e afirmou que a SAF dá um contributo valioso para a circularidade.
"Numa economia linear, apenas produzimos algo, usamo-lo e deitamo-lo fora. Neste projeto, pegamos nos resíduos e recuperamos a energia e os materiais para fazer um produto utilizável. Isto preenche um elo em falta no paradigma circular", concluiu.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Outras notícias do departamento ciência
