Forskare har hittat ett sätt att producera en högre kvalitet, stabilare bränsle från bioavfall, såsom avlopp, som är enklare och renare än befintliga metoder.

"Detta sätter biobränsle närmare att vara ett bra substitut för fossila bränslen, sa Hua Song, en docent i kemi- och petroleumteknik vid University of Calgary.

Song och hans forskargrupp publicerade nyligen resultaten av sin forskning utförd vid Canadian Light Source i tidskriften Bränsle .

"Världens energimarknad domineras för närvarande av fossila bränslen. Med ökande oro kring klimatförändringar och minskande resurser som är förknippade med användningen av fossila bränslen, förnybara energikällor blir allt mer önskvärda och är för närvarande den snabbt växande energikällan, " skrev Song i forskningsrapporten.

För närvarande, bioavfall omvandlas till biobränsle i en komplex tvåstegsprocess. Biomassan omvandlas först till en bioråolja med hjälp av en kemisk och termisk process. Råolja, i allmänhet, är olja som ännu inte har raffinerats och som fortfarande innehåller föroreningar. Det andra steget är en form av raffinering där väte tillsätts under högt tryck och värme, och tjänar till att avlägsna föroreningar såsom svavel, kväve och syre. Dock, väte är dyrt, de två stadierna är energikrävande, och kolavfall lämnas i form av röding och CO2 -utsläpp.

En process för att minska beroendet av fossila bränslen som fortfarande producerar den skadliga växthusgasen är kontraproduktiv. Song och hans team försökte förenkla konverteringsprocessen på ett hållbart sätt, kostnadseffektiv, och rent.

"I vårt arbete, vi har utvecklat en process som samtidigt producerar och uppgraderar bioolja i ett steg och utan behov av höga tryck, "säger Song.

Forskarna använde metan istället för väte för reningsprocessen och de använde det direkt i råstadiet, men de var tvungna att kemiskt ta bort vätet från metanet under reningsprocessen eftersom väte fortfarande behövs för att avlägsna föroreningar.

Med CLS, de utvecklade en ny katalysator som reagerade med metan för att få den att släppa ut väte. De ställdes inför en utmaning eftersom metan är en mycket stabil förening som inte reagerar med många andra föreningar.

Forskarna kallar katalysatorn de utvecklade HZSM-5. För att förbättra sin förmåga att reagera med metan, de belade ytan på flera prover av HZSM-5 med olika material. De analyserade sedan proverna och studerade ytegenskaperna med hjälp av synkrotronens starka ljus.

"Från detta, vi kunde förutsäga vilka beläggningar som skulle reagera bäst med metan för att frigöra väte, "säger Song.

Inledande studier som använder katalysatorn i denna nya metod för att producera biobränslen visar att den är mer effektiv och har lägre potentiella produktionskostnader än den nuvarande metoden. Också, kol kvar i oljan i flytande form vilket leder till ett bättre biobränsle som är mer stabilt med betydligt mindre utsläpp av växthusgaser.