Биодизель из отходов: новая электрохимическая технология

Ученые из компании R3V Tech, являющейся спин-офф Лафбороского университета, разработали инновационный электрохимический процесс. Эта технология позволяет производителям биодизеля превращать отходы производства в ценный продукт, одновременно снижая выбросы и энергопотребление.

Разработанный командой R3V Tech процесс, возглавляемой доктором Адриано Ранди (CEO) и профессором Бенджамином Бакли (CSO), преобразует сырой глицерин – побочный продукт производства биодизеля с низкой стоимостью – в высокоценный биорастворитель. Этот растворитель находит широкое применение в фармацевтической, косметической и промышленной отраслях, а также используется как присадка к топливу.

В настоящее время компания масштабирует свой лабораторный процесс, переходя от граммовых экспериментов к производству килограммов в час. Недавно R3V Tech получила грант на создание и испытание пилотной установки на заводе по производству биодизеля в течение ближайших пяти месяцев.

«Я увидел в этом проекте огромную возможность сделать что-то значимое для планеты, окружающей среды и общества», – отметил доктор Ранди, CEO и соучредитель R3V Tech. «Я хотел бы, чтобы каждая компания, производящая биодизель, однажды использовала этот процесс, оставив после себя наследие, которое поможет будущим поколениям».

Что происходит с сырым глицерином сейчас

Биодизель, возобновляемое топливо, производимое из растительных масел, животных жиров и отработанных кулинарных масел, является более экологичной альтернативой дизельному топливу. Он биоразлагаем, выделяет значительно меньше парниковых газов при сгорании и может производиться из отходов, а не из нефти – невозобновляемого ископаемого топлива.

Однако на каждую тонну произведенного биодизеля приходится около 100 килограммов сырого глицерина. Из-за загрязнения остаточными химикатами и примесями от производства топлива, сырой глицерин трудно утилизировать. В результате большинство производителей биодизеля продают его по низкой цене компаниям, которые занимаются его переработкой. Часто полученный очищенный продукт используется для производства солкетала – биорастворителя и присадки к топливу, глобальный рынок которого оценивается в 78 миллиардов долларов.

Это не только дорогостояще для производителей биодизеля, но и наносит вред планете. Транспортировка сырого глицерина, часто за границу, приводит к выбросам, а современные методы его переработки требуют значительных энергозатрат, высоких температур и давлений.

Электрохимический процесс R3V Tech позволит производителям биодизеля напрямую преобразовывать сырой глицерин в ценный солкетал на месте. Это устранит затраты на переработку даже при небольших объемах производства, позволяя использовать продукт или продавать его для получения прибыли.

Технология исключает необходимость транспортировки побочного продукта на другие предприятия, сокращая транспортные выбросы. Процесс, разработанный командой из Лафборо, протекает при комнатной температуре и атмосферном давлении, что снижает потребление энергии и операционные расходы. Кроме того, процесс использует отработанный углекислый газ, дополнительно уменьшая воздействие переработки сырого глицерина на окружающую среду.

Как работает процесс R3V Tech

Процесс конверсии начинается с фильтрации сырого глицерина и его смешивания с подготовленным раствором, который затем насыщается углекислым газом. Эта смесь пропускается через электрохимический реактор, где электричество запускает химическую реакцию, превращающую отход в солкетал, который затем собирается в жидкой форме.

Компания R3V Tech и ее процесс были разработаны при поддержке EPSRC Impact Acceleration Account и программы ICURe. Программа ICURe направлена на ускорение коммерциализации университетских исследований путем поддержки создания спин-офф компаний.

Долгосрочная цель команды – создать автономный модульный блок, объединяющий электрохимический реактор и вспомогательные компоненты. Это позволит создать готовую к использованию систему, с помощью которой производители биодизеля смогут легко преобразовывать сырой глицерин в солкетал непосредственно на своих предприятиях.

Для ускорения вывода продукта на рынок R3V Tech в 2025 году была отобрана для участия в программе Shell Start-Up Engine и программе Royal Society of Chemistry Change Makers.

«Интегрируя эту новую систему, производители биодизеля могут создать новый источник дохода, сократить выбросы от транспортировки и переработки отходов, а также сделать свою деятельность более устойчивой», – заявил доктор Ранди. «Девиз R3V Tech: «Сокращай, Повторно Используй, Переоценивай» (Reduce, Reuse, Revalue), и это отражает суть инновации: предоставление производителям возможности перерабатывать собственные побочные продукты и повышать прибыльность, внося вклад в циркулярную низкоуглеродную экономику».