Mengubah sampah menjadi bahan kimia berharga dan bahan bakar bersih

Per

Pabrik InEnTec di Oregon ini akan menerima bahan mentah, seperti limbah medis dan industri, dan, melalui proses gasifikasi plasma InEnTec, akan mengubahnya menjadi hidrogen dengan kemurnian tinggi untuk digunakan dalam kendaraan industri dan industri. sel bahan bakar. Kredit: Jeffrey E. Surma / InEnTec

Target iklim memperkuat dampak DENGAN penurunan pengolahan limbah yang memanfaatkan proses yang disebut plasma gasifikasi.

Siapa pun yang ragu-ragu di depan tempat sampah tahu masalahnya: sulit untuk menentukan apa yang dapat didaur ulang. Pikirkan sekantong keripik rata-rata. Ini memiliki film plastik, logam, pewarna dan sisa makanan; ini rumit. Pendaurulangan saat ini tidak menangani kerumitan dengan baik, sehingga kantong keripik biasa ditujukan untuk tempat pembuangan sampah.

Tempat pembuangan sampah membutuhkan tempat, tentu saja, tetapi ada masalah yang jauh lebih serius yang terkait dengannya: yang disoroti oleh Daniel R. Cohn, saat ini menjadi peneliti di MIT Energy Initiative (MITEI), ketika dia menjadi direktur eksekutif dari masa depan studi gas alam MITEI. Masalah ini adalah emisi gas rumah kaca.

“Sekitar 130 juta ton sampah setiap tahun dibuang ke tempat pembuangan sampah di AS dan menghasilkan setidaknya 130 juta ton CO2emisi yang setara “, kata Cohn, mencatat bahwa sebagian besar emisi ini dalam bentuk metana, gas alam yang jauh lebih buruk bagi iklim daripada karbon dioksida (CO2).

Bagi Cohn, bekerja di studio MITEI memperjelas bahwa sudah waktunya bagi InEnTec, perusahaan yang dia dirikan bersama, untuk mengembangkan bisnisnya. Kabur dari MIT pada tahun 1995, InEnTec menggunakan proses yang disebut gasifikasi plasma untuk mengubah semua jenis sampah (bahkan limbah biologis, radioaktif, dan limbah berbahaya lainnya) menjadi bahan kimia berharga dan bahan bakar bersih. (Nama perusahaan awalnya berarti Teknologi Lingkungan Terintegrasi).

Prosesnya lebih mahal daripada membuang sampah ke tempat pembuangan sampah, bagaimanapun, dan pertimbangan perubahan iklim bukanlah pendorong utama investasi 25 tahun lalu. “Pada awal 1990-an, pemanasan global lebih dari sekadar pengejaran akademis,” kata presiden, CEO, dan salah satu pendiri InEnTec Jeffrey E. Surma, menambahkan bahwa banyak orang pada saat itu bahkan tidak percaya dalam fenomena tersebut.

Akibatnya, selama bertahun-tahun perusahaan berfokus pada penyediaan layanan khusus untuk industri berat dan pemerintah dengan masalah limbah beracun yang serius. Sekarang, bagaimanapun, Surma mengatakan bahwa perusahaan sedang berkembang dengan proyek-proyek yang mencakup daur ulang plastik dan produksi bahan bakar hidrogen murah yang didistribusikan, menggunakan versi lanjutan dari teknologi intinya untuk mencegah limbah dari tempat pembuangan sampah dan gas rumah kaca dari udara.

“Orang-orang saat ini memahami bahwa ada kebutuhan untuk mendekarbonisasi energi dan sistem industri kita,” kata Surma. Membuang satu ton limbah padat kota dari tempat pembuangan sampah setara dengan “setidaknya” mencegah satu ton CO2 untuk mencapai lingkungan, dia menunjukkan. “Ini sangat penting.”

Berakar di MIT

Kisah InEnTec dimulai di Pusat Ilmu Fusion dan Plasma (PSFC) MIT pada awal 1990-an. Cohn, yang saat itu adalah kepala Divisi Teknologi Plasma PSFC, ingin mengidentifikasi cara baru untuk menggunakan teknologi yang sedang dikembangkan untuk fusi nuklir. “Penggabungan ini untuk jangka panjang, jadi saya bertanya-tanya apakah kami bisa menemukan sesuatu yang akan berguna untuk keuntungan sosial jangka pendek,” katanya. “Kami memutuskan untuk memeriksa penerapan lingkungan.”

Dia bermitra dengan Surma, yang bekerja pada pembersihan limbah nuklir di Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), dan mendapatkan dana dari Departemen Energi AS untuk membangun dan mengoperasikan fasilitas tungku pengolahan eksperimental. limbah di MIT menggunakan plasma, sistem gas terionisasi. Plasma adalah inti dari penelitian fusi, yang bertujuan untuk mereplikasi kekuatan penghasil energi matahari, yang pada dasarnya adalah bola plasma. MIT menyediakan dukungan kritis dan fasilitas skala besar untuk pembangunan tungku plasma.

Setelah menyelesaikan proyek MIT, Cohn dan Surma bermitra dengan insinyur General Electric, Charles H. Titus, untuk menggabungkan teknologi plasma dengan pelebur pemanas joule, perangkat yang telah dikembangkan Surma untuk menjebak limbah berbahaya. dalam gelas cair. Mereka mengajukan paten dan dengan bantuan bisnis dari salah satu pendiri keempat, Larry Dinkin, InEnTec lahir; sebuah fasilitas didirikan di Richland, Washington, dekat PNNL.

Teknologi InEnTec, yang dikembangkan dan diuji oleh tim selama bertahun-tahun sebelum membuka pabrik produksi skala komersial pertama perusahaan pada tahun 2008, “memungkinkan limbah memasuki ruangan dan terpapar suhu ekstrem: a petir terkendali lebih dari 10.000 derajat Celsius“Ketika materi Surma memasuki area ini, ia terbagi menjadi elemen-elemennya.”

Bergantung pada ukuran unit, prosesor InEnTec dapat menangani 25 hingga 150 ton limbah per hari, limbah yang dapat dibuang atau bahkan dibakar, Cohn menunjukkan. Misalnya, dalam proyek yang sedang berlangsung di California, perusahaan akan memproduksi etanol menggunakan limbah biomassa pertanian yang biasanya terbakar dan karenanya menghasilkan CO.2 dan berkontribusi terhadap polusi udara di lembah tengah, katanya.

Untuk mendukung ekonomi hidrogen

Tidak seperti insinerasi, yang melepaskan polutan ke udara, proses InEnTec menjebak elemen berbahaya dalam kaca cair sambil menghasilkan bahan bakar berguna yang disebut gas sintesis, atau “gas sintesis”, yang dapat diubah menjadi bahan bakar seperti etanol, metanol dan hidrogen. “Ini proses yang sangat bersih,” kata Surma.

Hidrogen adalah produk utama InEnTec, yang berharap dapat menghasilkan hidrogen berkualitas dengan sel bahan bakar yang ekonomis di lokasi di seluruh negeri, pekerjaan yang dapat mendukung perluasan penggunaan kendaraan listrik yang ditenagai oleh sel bahan bakar hidrogen. . “Kami melihat ini sebagai peluang besar,” kata Surma.

Meskipun 99 persen hidrogen saat ini dihasilkan dari bahan bakar fosil, InEnTec dapat menghasilkan hidrogen dari produk limbah apa pun. Dan tanaman mereka memiliki tapak kecil (biasanya setengah hingga dua hektar), memungkinkan mereka menghasilkan hidrogen hampir di mana saja. “Ini mengurangi jarak yang harus ditempuh limbah dan mengubahnya menjadi bahan bakar nol karbon,” tambah Surma, yang menjelaskan bahwa proses InEnTec itu sendiri tidak menghasilkan emisi langsung.

InEnTec sudah membangun pabrik di Oregon yang akan memproduksi hidrogen berkualitas dengan sel bahan bakar untuk pasar Northwest dari limbah dan biomassa. Pabrik tersebut berpotensi menghasilkan 1.500 kilogram hidrogen per hari, cukup untuk memberi daya pada 2.500 mobil untuk perjalanan sehari-hari.

“Kami dapat menghasilkan hidrogen dengan biaya yang sangat rendah, yang diperlukan untuk bersaing dengan bensin,” kata Surma.

Daur ulang plastik

Inisiatif InEnTec lainnya mengatur daur ulang plastik, yang menghadapi jenis kerumitan yang menggambarkan kantong chip. Kelas plastik yang berbeda memiliki komposisi kimia yang berbeda dan tidak dapat dilebur bersama untuk membuat plastik baru, itulah sebabnya kurang dari 10% limbah plastik didaur ulang di Amerika Serikat saat ini, menurut Cohn.

InEnTec memecahkan masalah ini dengan apa yang disebutnya “daur ulang molekuler”. “Kami telah bermitra dengan perusahaan kimia yang mengejar sirkularitas plastik [making new plastics from old plastics], karena teknologi kami memungkinkan kami untuk kembali ke molekul, bentuk perawan dari plastik ”, Surma menjelaskan.

Baru-baru ini, InEnTec bermitra dengan perusahaan penghancur kendaraan besar untuk mengolah sampah plastiknya. “Kami dapat mendaur ulang bahan menjadi molekul yang dapat menjadi bahan mentah untuk papan baru, kursi, dll.,” Kata Surma, yang mencatat bahwa 40-45 persen bahan yang dihasilkan dalam kendaraan daur ulang saat ini adalah plastik. “Kami yakin ini akan menjadi bagian yang sangat penting dari bisnis kami di masa depan.”

Teknologi InEnTec juga digunakan untuk mendaur ulang plastik untuk membersihkan lingkungan. Perlu dicatat bahwa unit kecil sedang dikerahkan di kapal untuk memproses plastik laut. Proyek ini kemungkinan akan membutuhkan dana, Surma mengakui, karena model bisnis InEnTec bergantung pada pembayaran pembuangan limbah. Namun, ini menggambarkan berbagai proyek yang dapat ditangani oleh InEnTec dan menunjukkan bahwa, baik kecil maupun besar, InEnTec menyimpan limbah dari tempat pembuangan sampah.

“Awalnya kami berupaya keras untuk limbah medis dan berbahaya karena kami mendapatkan lebih banyak uang untuk membuangnya,” kata Cohn, namun menekankan bahwa tim selalu memiliki ambisi yang lebih luas. “Kami baru saja mencapai titik mendapatkan lebih banyak pelanggan yang percaya bahwa produk yang unggul secara ekologis memiliki nilai lebih. Butuh waktu lama untuk sampai ke titik ini.”

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.