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O projeto de $ 6,8 milhões busca desenvolver biodigestores inspirados em vacas

O gado é altamente eficiente na digestão de materiais duros e um sistema de produção de energia proposto baseado, em parte, nos estômagos da vaca, poderia gerar 40 por cento mais energia de fluxos de resíduos municipais, a um custo reduzido de 20 por cento, e fornece uma alternativa viável para enviar resíduos para aterros sanitários.

Essa é a meta de um esforço de US $ 6,8 milhões para aumentar a eficiência de como convertemos resíduos sólidos orgânicos de lixo e esgoto em metano, um combustível renovável pronto para gasoduto.

Liderado pela Universidade de Michigan, o projeto inclui parcerias com o Argonne National Laboratory, Northwestern University e outros. O Departamento de Energia dos EUA está fornecendo US $ 5 milhões do financiamento.

“É hora de mudarmos nosso pensamento como sociedade. Esses materiais orgânicos são apenas resíduos no sentido de que os enterramos em aterros ou os compostamos. Estamos jogando fora uma valiosa matéria-prima. Acreditamos ter criado uma solução altamente escalável para atender às necessidades de um mundo urbanizado ", disse Steve Skerlos, Arthur F. Thurnau Professor e Professor de Engenharia Mecânica, e co-investigador principal do projeto.

O esforço, liderado por Lutgarde Raskin, Vernon L. Snoeyink Distinto Professor Universitário de Engenharia Ambiental e professor de engenharia civil e ambiental, vai além do desenvolvimento de tecnologia para construir uma colaboração que irá implantar o sistema na sociedade e formar a força de trabalho necessária para operar ..

 Pesquisadores da U-M, incluindo a assistente de pesquisa graduada Renata Rae Strarostka, estão trabalhando em um novo biodigestor que converte resíduos sólidos orgânicos de lixo e esgoto em metano renovável. (Foto de Robert Coelius, Faculdade de Engenharia) "class =" wp-image-82947 "/>
<figcaption> Pesquisadores da UM, incluindo a assistente de pesquisa graduada Renata Rae Strarostka, estão trabalhando em um novo biodigestor que converte resíduos sólidos orgânicos de lixo e esgoto em metano renovável. (Foto de Robert Coelius, Faculdade de Engenharia) </figcaption></figure><p> O metano, o principal componente do gás natural, pode ser produzido por biorreatores que absorvem a matéria orgânica produzida em nossas casas: resíduos humanos que descartamos por nossos Sanitários e resíduos de alimentos que desaparecem no lixo da cozinha ou são jogados em latas de lixo. . Hoje, não é um processo particularmente eficiente e os biorreatores de última geração têm apenas uma faixa estreita de materiais que podem decompor.</p><p> Além disso, o metano é um subproduto da decomposição de resíduos orgânicos em aterros sanitários, onde é lançado na atmosfera. É um potente gás de efeito estufa, portanto, capturar mais para a produção de energia pode ser uma dupla vantagem climática.</p><p> "Ao longo da próxima década, as tecnologias, o design e as estratégias operacionais e os programas educacionais deste projeto podem levar a uma duplicação ou mais da energia gerada a partir do desperdício de alimentos nos Estados Unidos", disse Skerlos.</p><h2> <strong> Imitação dos biodigestores mais eficientes da natureza </strong></h2><p> Os pesquisadores da UM começaram a expandir os tipos de resíduos orgânicos que os biorreatores podem decompor além dos resíduos alimentares e lamas de águas residuais, e é por isso que eles procuraram natureza para inspiração.</p><p> “O estômago de uma vaca é realmente bom em quebrar material lignocelulósico, coisas como grama e feno que o gado come”, disse Raskin. “Esses materiais não podem ser digeridos pelos biorreatores anaeróbios que são comumente usados ​​hoje. Estamos procurando desenvolver um novo biorreator que também pode digerir resíduos de jardim e resíduos de papel. "</p><p> O biorreator de estômago de vaca (rúmen) representa uma parte de um sistema de biorreator anaeróbico de duas fases, chamado anaeróbico porque não requerem oxigênio. O primeiro biorreator converte resíduos orgânicos em compostos mais simples, como ácido acético, o principal componente do vinagre. O segundo reator converte esses compostos mais simples em metano. Sua pegada combinada é muito menor do que a dos biorreatores normalmente em uso, tornando-os mais acessível para construir e operar, dizem os pesquisadores.</p><p> O sistema da UM é capaz de gerar biogás de forma eficiente, uma mistura de metano e dióxido de carbono. Converter isso em metano renovável pronto para gasoduto é o trabalho de pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne e a Northwestern University. sistema que também converte o dióxido de carbono do biogás em metano.</p><p> "A tecnologia eletroquímica de Argonne fornece um caminho para o uso de energia renovável para converter diretamente o biogás em metano renovável lucrativo", disse Meltem Urgun-Demirtas, líder do Argonne Grupo de Bioprocessos e Separações Reativas na Divisão de Materiais Aplicados da Argonne</p><p> Os três aspectos do projeto começarão e progredirão separadamente no início. Argonne hospedará uma montagem em escala de laboratório do sistema integrado. Mais tarde, um sistema piloto será construído na instalação de recuperação de recursos hídricos da Autoridade de Águas dos Grandes Lagos em Detroit.</p><p> Utilitários como a instalação de recuperação de GLWA serão beneficiados, pois atualmente não possuem sistemas para recuperar energia do lodo de esgoto e resíduos orgânicos que eles produzem. Para manter o objetivo da GLWA de se tornar neutro em termos de energia, o programa piloto da equipe da empresa de serviços públicos será crucial para estabelecer que o sistema pode ser totalmente implementado.</p><h2> <strong> Educando a força de trabalho renovável de metano do amanhã </strong></h2><p> Um componente-chave do projeto é a criação de uma colaboração em pesquisa e educação para ajudar a treinar alunos de graduação e pós-graduação para uma força de trabalho. Força de trabalho de tecnologia de bioenergia de última geração.</p><p> Os parceiros educacionais incluem a Universidade de Toronto, a Universidade Nacional Autônoma do México e a Universidade de Monterrey. Na U-M, o projeto fará parceria com o Center for Socially Engaged Design da universidade.</p><p> "Esta abordagem sistemática é vital para garantir que a tecnologia de transformação de resíduos em energia não seja apenas viável, mas seja implantada em toda a América do Norte e além", disse Skerlos.</p><p> A equipe de pesquisa da U-M também inclui os co-presidentes Kuang Zhu, um pesquisador em engenharia civil e ambiental, e Tim Fairley-Wax, um laboratório de pesquisa especializado no mesmo departamento.</p><p> O projeto é financiado pelo DOE's Office of Bioenergy Technologies. Outros US $ 1,8 milhão para o projeto vêm de fundos de contrapartida fornecidos por GLWA, a empresa de consultoria enCTRL Solutions, Carollo Engineers Inc. e outros. U-M usará e distribuirá aproximadamente $ 5,2 milhões, enquanto o Laboratório Nacional de Argonne receberá $ 1,6 milhão.</p><dl
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