Los investigadores reportaron los hallazgos en la revista Nature Sustainability.
"La demostración de que los combustibles producidos a partir de residuos biológicos húmedos se pueden usar en motores es un gran paso adelante para el desarrollo de combustibles líquidos sostenibles".
Dijo Brajendra K. Sharma, científico investigador del Centro de Tecnología Sostenible de Illinois en la Universidad de Illinois y coautor del estudio. U. de I. del profesor de ingeniería agrícola y biológica Yuanhui Zhang quien dirigió la investigación. Su ex estudiante de posgrado Wan-Ting (Grace) Chen es el primer autor del artículo y profesor en la Universidad de Massachusetts, Lowell. El profesor de ciencias mecánicas e ingeniería Chia-Fon Lee y el estudiante graduado Timothy Lee dirigieron las pruebas de motores.
"Estados Unidos producen anualmente 79 millones de toneladas secas de residuos biológicos húmedos. Estos residuos proceden del procesamiento de alimentos y la producción animal". Y se espera que aumente la urbanización, según los investigadores. Uno de los mayores obstáculos para extraer energía de estos residuos es su contenido de agua. Secarlo requiere casi tanta energía como se puede extraer de él.
Licuefacción hidrotérmica para tratar resiudos biológicos húmedos
Según los investigadores, la licuefacción hidrotérmica es una solución potencial a este problema. Utiliza agua como medio de reacción y convierte los componentes de residuos orgánicos no lípidos (no grasos) en aceite biocrudo. El que puede procesarse en combustibles para motores.
Sin embargo, estudios anteriores han tropezado al tratar de destilar el biocrudo generado a través de HTL en combustibles estables y utilizables. Para la nueva investigación, el equipo combinó la destilación con un proceso llamado esterificación para convertir las fracciones más prometedoras de biocrudo destilado en un combustible líquido que se puede mezclar con diesel. El combustible cumple con las normas y especificaciones actuales para el combustible diesel.
"Nuestro grupo desarrolló reactores HTL a escala piloto para producir el aceite biocrudo para la mejora", dijo Chen. "También pudimos separar las fracciones destilables del petróleo biocrudo. Al utilizar un 10-20% de destilados mejorados mezclados con diesel, vimos una producción de energía del 96-100% y emisiones de contaminantes similares al diesel regular".
Dirigido por Zhang, el equipo está construyendo un reactor a escala piloto que se puede montar en un remolque móvil. "Tiene la capacidad de procesar una tonelada de residuos biológicos húmedos y producir 30 galones de aceite de biocrudo por día", dijo Zhang. "Esta capacidad permitirá al equipo realizar investigaciones adicionales y proporcionar parámetros clave para la aplicación a escala comercial".