הפקת ביו-דלק ע”י בישול אצות בסיר-לחץ

חימום ומעיכת מיקרו-אצות בסיר-לחץ יכולים לזרז את משך התהליך לקבלת השמן הגולמי מתקופה של אלפי שנים לדקות אחדות בלבד.

מדענים מאוניברסיטת מישיגן חוקרים אפשרות זו בכדי להבין ולשפר עוד את התהליך במאמץ לזרז את הפיתוח של ביו-דלקים זמינים שיוכלו לשמש כחלופות חסכוניות לדלקים מאובנים המשמשים היום כמקור אנרגיה.

בנוסף, הם בוחנים גם את האפשרויות של מקורות אנרגיה חדשים, כגון חיידק האשריכיה קולי, שיוכל לקבל את מזונו מחומרי-פסולת שמקורם בתעשיית הדלקים.

“החזון שלנו הינו ששום דבר לא ייצא מבית-הזיקוק, פרט לדלק. הכל ימוחזר. זהו אחד הדברים ההופכים את המיזם הזה לחדשני בתהליך בינתחומי שבו משולבים גישות הידרותרמיות, קטליטיות וביולוגיות,” אמר Phillip Savage, החוקר הראשי, פרופסור להנדסה כימית באוניברסיטת מישיגן. “מחקר זה יוכל ליטול תפקיד משמעותי במעבר של ארה”ב לעצמאות אנרגטית ולהפחית את פליטת הפחמן הדו-חמצני שמקורה בתעשיית האנרגיה,” אומר החוקר הראשי.

מיקרו-אצות הינן צורונים מיקרוסקופיים של אצה: צמחים פשוטים חסרי עלים, שורשים או גבעול הצפים במים. הם מתפרקים בקלות יותר מאשר צמחים אחרים היכולים לשמש כמקור לביו-דלק מאחר ואין להם דופנות תא קשיחים, מסביר החוקר.

שלא כמו דלקים מאובנים, ביו-דלקים מבוססי-אצות הינם מאוזני-פחמן – האצות מוזנות בפחמן דו-חמצני שמקורו באוויר וחומר זה נפלט חזרה אליו כאשר ביו-הדלק בוער. בניגוד לכך, בעירה של דלק מאובנים גורמת להגברת כמות הפחמן באוויר, מבלי לצרוך אותו בחזרה.

השימוש בסיר-לחץ, השיטה שאותה חוקרים מדעני אוניברסיטת מישיגן, מאיץ קדימה את מגמת הייצור של דלק מאצות. בשיטה המקובלת היום, המדענים מגדלים אצות מיוחדות, עתירות שמן, מייבשים אותן ואז ממצים את השמן מתוכן.

השלב ההידרותרמי המשמש במיזם זה מאפשר לחוקרים לנצל סוגי אצות שהינן פחות עתירות-שמן. התהליך החדשני גם מייתר את הצורך בשלב הייבוש ובכך הוא מתגבר על שני חסמים משמעותיים להמרה המסחרית של מיקרו-אצות לדלקים נוזליים.”

“אנו בעצם מכינים “מרק” אצות,” אומר החוקר. “אנו מחממים את האצות לכשלוש מאות מעלות צלזיוס ושומרים על כמות מים בלחץ מספיק גבוה כך שיתקיימו בצורת נוזל ולא אדים. אנו מבשלים את התערובת הזו למשך חצי שעה עד שעה ואז מתקבל הביו-שמן הגולמי.”

הטמפרטורה והלחץ הגבוהים מאפשרים לאצות להגיב עם המים ולהתפרק. לא רק שכמות השמן המקורית באצות משתחררת, אלא שגם חלבונים ופחמימות (סוכרים) מתפרקים ובכך מוסיפים לכמות הביו-דלק המתקבל.

“אנו מנסים לחקות את הטבע המייצר נפט, אולם אנו לא מעוניינים להמתין מיליוני שנים,” מסביר החוקר. “החלק הקשה הוא לקחת את חומר הגלם המתקבל בסיר הלחץ ולהפוך אותו למשהו שאתה יכול להכניס לרכב שלך, לשנות את התכונות שלו כך שהוא יוכל לזרום בקלות יותר ולעשות כל זאת בדרך חסכונית.”

החוקרים מבצעים בדיקה מעמיקה ורחבה של תהליך זה. הם בוחנים דרכים לשימוש בזרזים בכדי להגדיל את תכולת האנרגיה של ביו-הדלק המתקבל, לדילולו לקבלתו כנוזל וכן לניקויו באמצעות הפחתת ריכוזי הגופרית והחנקן שבו.

בנוסף, הם בודקים את התהליך מההיבט המסחרי ומחפשים דרכים למחזר חומרי-פסולת לשם מציאת מקורות חומרים חדשים לפיתוח דלקים עתידיים. זה לא אמור להיות בהכרח אצות, מסביר החוקר הראשי. זה יכול להיות כל “ביומסה רטובה” (“wet biomass”), כדוגמת חומרי הפסולת שפולט החיידק אשריכיה קולי.

הידיעה מהאוניברסיטה