Nowy sposób uzyskania paliwa? To paliwo z napromieniowanych odpadów

W nadchodzących latach składniki ze źródeł odnawialnych mają stanowić aż 20 proc. benzyny, co ma pomóc w zmniejszeniu emisji dwutlenku węgla i przeciwdziałaniu zmianom klimatycznym. Inżynierowie z brytyjskiej Lancaster University we współpracy z ekspertami ze słoweńskiego Jožef Stefan Institute opracowali proces wytwarzania jednego z takich dodatków, solketalu, przy użyciu odpadów z przemysłu biochemicznego i jądrowego. To tak zwana biorafineria jądrowa.

Odpadowy glicerol i promieniowanie jonizujące

Niskoemisyjna energia z elektrowni jądrowych i biopaliw jest integralną częścią wielu strategii ograniczania emisji dwutlenku węgla, jednak elektrownie jądrowe wiążą się z wysokimi kosztami początkowymi, a przy produkcji biodiesla powstaje odpadowy glicerol, który ma niewiele zastosowań wtórnych. Technologia wytwarzania surowców z odpadowego glicerolu za pomocą promieniowania jonizującego mogłoby poprawić sytuację.

Naukowcy odkryli, że zużyte paliwo jądrowe można wykorzystać do produkcji katalizatora. Katalizator ten ułatwia reakcję, w której powstaje zarówno solketal, jak i acetol. Proces ten eliminuje konieczność kosztownych i energochłonnych procesów przy zmienionym pH, w wysokich temperaturach, przy wysokim ciśnieniu lub z udziałem dodatkowych odczynników katalitycznych, przy znikomych bieżących kosztach przetwarzania po pełnym skonfigurowaniu.

Odnawialne dodatki do biopaliw

Jak powiedział Arran Plant z Uniwersytetu Lancaster, „badania te przedstawiają nową metodę, wykorzystującą promieniowanie, które w przyszłości może pochodzić z odpadów jądrowych do produkcji odnawialnych dodatków do biopaliw z odpadów, które można następnie wykorzystać w nowoczesnych mieszankach paliw naftowych. Biorąc pod uwagę, że proporcje paliw odnawialnych mają wzrosnąć z 5 proc. do 20 proc. do 2030 r., dodatki do paliw pozyskiwane w ten sposób mogą pomóc w osiągnięciu celów zerowej emisji dwutlenku węgla netto”.

Parametry jakościowe

Solketal zwiększa liczbę oktanową paliwa i zmniejsza tworzenie się tak zwanej gumy – lepkiego osadu, który z czasem wytrąca się z benzyny i przylega do metalowych powierzchni. Zapobiega nieregularnemu spalaniu paliwa (stukaniu) i stratom wydajności silnika, zwiększa jego żywotność i obniża emisję cząstek stałych. Natomiast acetol można stosować w produkcji innych przydatnych chemikaliów, takich jak pochodne glikolu propylenowego i furanu lub jako środek barwiący do produkcji tekstyliów.

Biorąc pod uwagę skalowalność opracowanego procesu do istniejących obiektów jądrowych w Europie (tj. basenów z wypalonym paliwem lub współczesnych reaktorów ciśnieniowych), badacze postawili hipotezę, że rocznie mogą być generowane w wyniku koprodukcji jądrowej 104 tony solketalu. Odpowiadałoby to znaczącym ilościom użytkowej mieszanki paliwowej rocznie.