Wie wird Biokraftstoff in billiges Öko-Plastik umgewandelt?

Biokunststoffe-12-4Die Nachfrage nach biologisch abbaubarem PLA steigt stetig und wird von 2020 voraussichtlich etwa ein Megatonnen pro Jahr erreichen. (Kredit: Bo Cheng / ETH Zürich)

Um biologisch abbaubare Kunststoffe herzustellen, verwenden Hersteller zunehmend Polymilchsäure (PLA). Die Nachfrage nach PLA wird von 2020 voraussichtlich ein Megatonnen pro Jahr erreichen.

Derzeit wird am PLA durch Zucker Fermentation hergestellt, aber die Forscher sagen, dass sie eine billigere und sauberere Weg, es zu produzieren entwickelt haben: Glyzerin, ein Abfallprodukt bei der Biodieselherstellung.

Glycerin ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Biokraftstoffen der ersten Generation und ist daher nicht hochwertig, enthält jedoch Asche- und Methanolrückstände.

Biokunststoffe2-12-4Rohbiodiesel enthält erhebliche Mengen an Glycerin (dunkle Phase). (Kredit: Bo Cheng / ETH Zürich)

"Niemand weiß, was mit dieser Menge an Glycerinabfällen zu tun ist", sagt Merten Morales, Doktorand an der ETH Zürich und Teil eines Forschungsteams unter der Leitung von Professor Konrad Hungerbühler.

Dieser Abfallstoff wird immer häufiger. 3-Megatonnen in 2014 werden voraussichtlich von 4 auf über 2020-Megatonnen ansteigen. Glycerin ist aufgrund seiner Verunreinigung nicht für die chemische oder pharmazeutische Industrie geeignet.

Es ist auch keine gute Energiequelle, weil es nicht gut brennt.

„Normalerweise sollte es eine Abwasserbehandlung durchlaufen, aber um Geld zu sparen und weil es nicht sehr giftig ist, entsorgen einige Unternehmen es in Flüssen oder geben es an Vieh weiter. Es gibt jedoch Bedenken darüber, wie sich dies auf die Tiere auswirkt. “

20 Prozent weniger CO2

Das neue Verfahren reduziert die CO2-Gesamtemission im Vergleich zur Fermentation um 20-Prozent: Pro Kilogramm Milchsäure werden 6-Kilogramm CO2 mit der neuen Methode im Vergleich zu 7.5-Kilogramm mit der herkömmlichen Technologie emittiert.

Durch die Senkung der Gesamtkosten des Prozesses errechneten die Forscher außerdem eine Steigerung der potenziellen Gewinne um das 17-Fache.

"Unsere Berechnungen sind sogar eher konservativ", sagt Morales. „Wir haben einen relativ guten Glycerin-Rohstoff angenommen. Aber es funktioniert auch mit Glycerol von geringer Qualität, was noch günstiger ist. “

Wie funktioniert der Prozess?

Glycerin wird zunächst enzymatisch in ein Zwischenprodukt namens Dihydroxyaceton umgewandelt, das mit Hilfe eines heterogenen Katalysators zu Milchsäure verarbeitet wird.

Ein Team um Javier Pérez-Ramírez, Professor am Institut für Chemie und Bioingenieurwesen, entwickelte einen Katalysator mit hoher Reaktivität und langer Lebensdauer. Es besteht aus einem mikroporösen Mineral, einem Zeolith, dessen Struktur chemische Reaktionen in den Poren erleichtert.

Das Team von Pérez-Ramírez arbeitete mit der Hungerbühler-Gruppe zusammen, um den Katalysator Schritt für Schritt zu verbessern und gleichzeitig die Lebenszyklus-Bewertung des gesamten Verfahrens durchzuführen.

„Ohne die Bewertung und den Vergleich mit der herkömmlichen Methode wären wir mit einem anfänglichen Katalysatordesign für unsere Studie zufrieden gewesen, das sich als weniger umweltfreundlich erwies als die Fermentation“, erklärt Pierre Dapsens, Doktorand am Pérez-Institut. Ramírez-Gruppe.

Durch die Verbesserung verschiedener Aspekte des Katalysatordesigns konnten die Forscher die Zuckerfermentation schließlich sowohl aus ökologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht übertreffen.

Industrielle Prozesse werden oft durch die Umstellung auf eine erneuerbare Ressource „nachhaltig“.

"Wenn man jedoch den gesamten Prozess berücksichtigt - von der Quelle des Ausgangsmaterials bis zum Endprodukt und einschließlich der Abfallwirtschaft -, werden Sie oft feststellen, dass eine angeblich nachhaltige Produktionsmethode nicht unbedingt nachhaltiger ist als die konventionelle", fügt Cecilia Mondelli hinzu. ein leitender Wissenschaftler der Gruppe Advanced Catalysis Engineering, der ebenfalls an der Studie beteiligt ist.

Lesen Sie mehr über die Methode in der Zeitschrift Energie-und Umweltwissenschaften.

Quelle: ETH Zürich
Original-Studie

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Folge InnerSelf weiter

Facebook-Symboltwitter iconyoutube iconInstagram-SymbolPintrest-SymbolRSS-Symbol

 Holen Sie sich das Neueste per E-Mail

Wöchentliches Magazin Tägliche Inspiration

AKTUELLE VIDEOS

Die große Klimamigration hat begonnen
Die große Klimamigration hat begonnen
by Super User
Die Klimakrise zwingt Tausende auf der ganzen Welt zur Flucht, da ihre Häuser zunehmend unbewohnbar werden.
Die letzte Eiszeit sagt uns, warum wir uns um eine 2 ℃ Temperaturänderung kümmern müssen
Die letzte Eiszeit sagt uns, warum wir uns um eine 2 ℃ Temperaturänderung kümmern müssen
by Alan N. Williams et al
Der jüngste Bericht des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel (IPCC) besagt, dass ohne einen wesentlichen Rückgang…
Die Erde ist seit Milliarden von Jahren bewohnbar - genau wie viel Glück hatten wir?
Die Erde ist seit Milliarden von Jahren bewohnbar - genau wie viel Glück hatten wir?
by Toby Tyrell
Die Entwicklung des Homo sapiens dauerte 3 oder 4 Milliarden Jahre. Wenn das Klima nur einmal völlig versagt hätte ...
Wie die Kartierung des Wetters vor 12,000 Jahren dazu beitragen kann, den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen
Wie die Kartierung des Wetters vor 12,000 Jahren dazu beitragen kann, den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen
by Brice Rea
Das Ende der letzten Eiszeit vor etwa 12,000 Jahren war durch eine letzte Kältephase gekennzeichnet, die als Jüngere Dryas bezeichnet wurde.…
Das Kaspische Meer wird in diesem Jahrhundert um 9 Meter oder mehr fallen
Das Kaspische Meer wird in diesem Jahrhundert um 9 Meter oder mehr fallen
by Frank Wesselingh und Matteo Lattuada
Stellen Sie sich vor, Sie sind an der Küste und blicken auf das Meer. Vor Ihnen liegen 100 Meter unfruchtbarer Sand, der aussieht wie ein…
Die Venus war wieder erdähnlich, aber der Klimawandel machte sie unbewohnbar
Die Venus war wieder erdähnlich, aber der Klimawandel machte sie unbewohnbar
by Richard Ernst
Wir können viel über den Klimawandel von Venus, unserem Schwesterplaneten, lernen. Venus hat derzeit eine Oberflächentemperatur von…
Fünf Klima-Unglauben: Ein Crash-Kurs in Klima-Fehlinformationen
Die fünf Klima-Unglauben: Ein Crash-Kurs in Klima-Fehlinformationen
by John Cook
Dieses Video ist ein Crashkurs in Klimafehlinformationen, in dem die wichtigsten Argumente zusammengefasst werden, mit denen die Realität in Zweifel gezogen wird.
Die Arktis ist seit 3 ​​Millionen Jahren nicht mehr so ​​warm und das bedeutet große Veränderungen für den Planeten
Die Arktis ist seit 3 ​​Millionen Jahren nicht mehr so ​​warm und das bedeutet große Veränderungen für den Planeten
by Julie Brigham-Grette und Steve Petsch
Jedes Jahr schrumpft die Meereisbedeckung im Arktischen Ozean Mitte September auf einen Tiefpunkt. Dieses Jahr misst es nur 1.44…

AKTUELLE ARTIKEL

grüne Energie2 3
Vier Möglichkeiten für grünen Wasserstoff für den Mittleren Westen
by Christian Tä
Um eine Klimakrise abzuwenden, muss der Mittlere Westen, wie der Rest des Landes, seine Wirtschaft vollständig dekarbonisieren, indem …
ug83qrfw
Großes Hindernis für Demand Response muss beseitigt werden
by John Moore, Auf der Erde
Wenn die Bundesregulierungsbehörden das Richtige tun, können Stromkunden im Mittleren Westen bald Geld verdienen, während…
Bäume zum Pflanzen für das Klima2
Pflanzen Sie diese Bäume, um das Stadtleben zu verbessern
by Mike Williams-Reis
Eine neue Studie stellt lebende Eichen und amerikanische Bergahorne als Champions unter 17 „Superbäumen“ fest, die dazu beitragen werden, Städte zu…
Meeresboden der Nordsee
Warum wir die Geologie des Meeresbodens verstehen müssen, um die Winde zu nutzen
by Natasha Barlow, außerordentliche Professorin für quartäre Umweltveränderungen, University of Leeds
Für jedes Land, das mit einfachem Zugang zur flachen und windigen Nordsee gesegnet ist, wird Offshore-Wind der Schlüssel sein, um das Netz zu treffen…
3 Waldbrand-Lektionen für Waldstädte, während Dixie Fire das historische Greenville, Kalifornien, zerstört
3 Waldbrand-Lektionen für Waldstädte, während Dixie Fire das historische Greenville, Kalifornien, zerstört
by Bart Johnson, Professor für Landschaftsarchitektur, University of Oregon
Ein Lauffeuer, das in einem heißen, trockenen Bergwald brennt, fegte am 4. August durch die Goldrauschstadt Greenville, Kalifornien,…
China kann Energie- und Klimaziele zur Begrenzung der Kohlekraft erreichen
China kann Energie- und Klimaziele zur Begrenzung der Kohlekraft erreichen
by Alwin Lin
Auf dem Klimagipfel des Staats- und Regierungschefs im April versprach Xi Jinping, dass China „die Kohlekraftwerke strikt kontrollieren wird…
Blaues Wasser umgeben von totem weißem Gras
Karte zeichnet 30 Jahre extreme Schneeschmelze in den USA nach
by Mikayla Mace-Arizona
Eine neue Karte extremer Schneeschmelzereignisse der letzten 30 Jahre verdeutlicht die Prozesse, die das schnelle Schmelzen antreiben.
Ein Flugzeug wirft rotes Feuerschutzmittel auf einen Waldbrand, während Feuerwehrleute, die entlang einer Straße geparkt sind, in den orangefarbenen Himmel blicken
Das Modell prognostiziert einen zehnjährigen Ausbruch von Flächenbränden und dann einen allmählichen Rückgang
by Hannah Hickey-U. Washington
Ein Blick auf die langfristige Zukunft von Waldbränden sagt einen ersten, etwa jahrzehntelangen Ausbruch von Waldbränden voraus,…

 Holen Sie sich das Neueste per E-Mail

Wöchentliches Magazin Tägliche Inspiration

New Attitudes - Neue Möglichkeiten

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | Innerpower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Innerself Vermarkten
Copyright © 1985 - 2021 Inner Publikationen. Alle Rechte vorbehalten.