Các quốc gia ở châu Âu và châu Á đang ngày càng dựa vào nhiên liệu sinh học - các sản phẩm làm từ gỗ và phụ phẩm thực vật - như một giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất điện và sưởi ấm gia đình. Dạng phổ biến nhất là dạng viên nén sinh học, dạng viên nhỏ cỡ ngón tay được sản xuất bằng cách nén chặt phế liệu từ ngành lâm nghiệp và trồng trọt.

 Tumpa Sarker, sinh viên tại USask đã khám phá ra phương pháp để tạo ra viên sinh khối tốt hơn. Ảnh: Đại học Saskatchewan.

Một phát hiện gần đây của các nhà nghiên cứu tại Đại học Saskatchewan (USask) có thể đẩy nhanh việc sử dụng chất thải nông nghiệp rẻ và dồi dào làm nguyên liệu sản xuất nguồn năng lượng thân thiện với môi trường này.

Tumpa Sarker, một sinh viên trong khoa kỹ thuật hóa học và sinh học của USask, đã phát hiện ra rằng việc đun nóng bột hạt cải, vỏ hạt cải dầu và vỏ yến mạch trước khi nén sẽ tạo ra viên chất lượng cao hơn với độ ẩm và khối lượng thấp hơn, đồng thời hàm lượng và mật độ năng lượng cao hơn. Sarker nhận thấy rằng sản phẩm tạo thành có giá trị làm nóng tương tự như than đá.

Sarker cho biết: “Tất cả lượng carbon này được lưu trữ. Chúng tôi đang xem xét cách sử dụng chúng thay cho nhiên liệu hóa thạch để tạo ra năng lượng".

Nhiều phụ phẩm nông nghiệp hiện bị bỏ lại đến mức thối rữa trên đồng ruộng. Khí metan tạo thành giải phóng ra một lượng lớn khí nhà kính. Việc nén chặt nguyên liệu thực vật thành những viên nhỏ giúp tăng mật độ lên gấp 10 lần, giúp tiết kiệm hơn rất nhiều trong việc vận chuyển và lưu trữ.

Canada hiện xuất khẩu tới 4 triệu viên biopellet sang châu Âu mỗi năm, phần lớn trong số đó được sản xuất từ các phụ phẩm lâm nghiệp. Trong khi một số công ty ở Saskatchewan sử dụng chất thải nông nghiệp trong thức ăn chăn nuôi, thì không có công ty nào chuyển vật liệu này thành dạng viên nén sinh học.

Tiến sĩ Ajay Dalai, giám sát viên và Chủ tịch nghiên cứu Canada về Xử lý hóa chất thân thiện với môi trường và năng lượng sinh học của Sarker cho biết: “Có thể thấy thị trường tiềm năng rất lớn cho điều này (nhiên liệu sinh học). "Thế giới đang khao khát giảm lượng khí thải carbon dioxide (CO2) và tăng cường sử dụng nhiên liệu không hóa thạch để sản xuất điện và nhiệt. Những viên nén này là một giải pháp tuyệt vời. Chúng có lượng khí thải CO2 ròng thấp. Điều này có thể mang lại lợi nhuận cho các nhà sản xuất (nông nghiệp) và tạo ra việc làm tại địa phương. "

Quá trình xử lý mà Sarker và Dalai sử dụng, được gọi là quá trình nung chảy, bao gồm việc nung sinh khối ở nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C trong một môi trường trơ (môi trường không có oxy và CO2). Công việc của họ được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Phản ứng Hóa học và Xúc tác (CCREL) thuộc Trường Cao đẳng Kỹ thuật USask và được phân tích tại Trung tâm Khoa học Cấu trúc Saskatchewan của USask (SSSC), với thử nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng chùm tia tại Nguồn sáng Canada (CLS).

Dalai và Sarker hiện đang chú ý đến việc tìm ra chất kết dính thân thiện với môi trường giúp viên nén bền hơn và có khả năng chống hấp thụ độ ẩm cao hơn trong quá trình vận chuyển.

Link: https://techxplore.com/news/2021-02-ag-green-energy-source-biomass.html

Trần Hà biên dịch