Forskare vid Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), ett Severo Ochoa Center of Excellence, och Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) har utvecklat den nya BiogàsPlus, en teknik som tillåter att produktionen av biogas ökas med 200 % med ett kontrollerat införande av järnoxidnanopartiklar i processen för organisk avfallsbehandling.
Utvecklingen av BiogàsPlus utfördes av ICN2:s grupp för oorganiska nanopartiklar, ledd av ICREA-forskaren Víctor Puntes, och av gruppen för kompostering av organiskt fast avfall vid UAB School of Engineering, regisserad av Antoni Sánchez.
Systemet bygger på användningen av nanopartiklar av järnoxid som en tillsats som "matar" bakterierna som ansvarar för att bryta ner organiskt material. Denna tillsats ökar produktionen av biogas avsevärt och omvandlar samtidigt järnnanopartiklarna till ofarligt salt.
"Vi tror att vi erbjuder ett helt innovativt tillvägagångssätt för förbättring av biogasproduktion och organisk avfallsbehandling, eftersom detta är den första nanopartikelapplikationen som utvecklats med detta i åtanke. Dessutom, det erbjuder en betydande förbättring av nedbrytningen av organiskt avfall jämfört med befintlig teknik", förklarar Antoni Sánchez.
Enligt forskare, dagens biogasproduktion är inte särskilt effektiv - endast 30 till 40 procent av det organiska materialet omvandlas till biogas - jämfört med andra energikällor. "De första testerna som genomfördes med BiogàsPlus visade att produkten ökar produktionen av denna brännbara gas med upp till 200 %. Detta leder till en lönsam och hållbar lösning för bearbetning av organiskt avfall, på så sätt gynnar användningen av denna förnybara energikälla", bekräftar Eudald Casals, ICN2-forskare som deltar i projektet.
Just nu, BiogàsPlus har framgångsrikt använts i cellulosa och lera som finns i reningsverk i städer, men det kan också användas i olika anaeroba matsmältningar, såsom jordbruk, industri- eller stadsavfallshantering.
"Nu ligger utmaningen i att extrapolera tekniken till rötkammare med kapacitet på hundratals kubikmeter. Detta skulle göra det möjligt att använda den i storskaliga anaeroba rötningsprocesser runt om i världen, därigenom kraftigt öka produktionen av biogas, en förnybar energi som växer stadigt och är tillgänglig för alla", Antoni Sánchez förklarar.
Tillämpade nanopartiklar, en port till marknaden
"Vår idé är resultatet av många projekt:du studerar en sak och upptäcker en annan", Casals förklarar. "Vi studerade toxiciteten hos järnoxidnanopartiklar vid avfallsbehandling av anaeroba biologiska processer när vi upptäckte att de inte bara inte var giftiga, de stimulerade faktiskt produktionen av biogas", han lägger till.
Forskare såg denna upptäckt som möjligheten att starta ett affärsprojekt och göra dess tillämpning möjlig. Med det i åtanke, de skapade tillämpade nanopartiklar, gestated vid ICN2 och håller för närvarande på att underteckna ett kunskapsöverföringsavtal med UAB.
"Vår affärsidé fokuserar på design av processer med låg energi, låg toxicitet, minimering av avfall och minskning av förorenande utsläpp", Víctor Puntes bekräftar. "Dessutom, sammansättningen av tillsatsen kan optimeras efter det avfall som måste behandlas, för att erbjuda maximal effektivitet till processen."
Erkänt projekt
Den nu patenterade BiogàsPlus-teknologin fick 2011 100, 000 dollar bidrag från Bill &Melinda Gates Foundation. Pengarna gick till att testa kapaciteten hos järnoxidnanopartiklar, som hjälpte till att verifiera effektiviteten av dess applicering i en pilot 100 liters kokare.
I år var BiogàsPlus en av finalisterna i den tredje upplagan av Repsol Entrepreneurs Fund. "Vår produkt föddes i en akademisk miljö och vi bestämde oss för att skicka förslaget till Repsol Foundation, så att de kunde hjälpa oss att vidareutveckla produkten och få ut den på marknaden", kommenterar alla tre forskarna.
