211service.com
Skapa etanol från trä mer effektivt
En typ av bakterier som hjälper termiter att smälta trä kan vara nyckeln till att göra etanol billigt från trä och gräs. ZeaChem, en startup baserad i Menlo Park, Kalifornien, har utvecklat en process baserad på denna bakterie som kan producera 50 procent mer etanol från en given mängd biomassa än vad konventionella processer kan.
Särskild reserv: Ovan visas ett sällsynt prov av etanol skapat av träflis med en ny process. Än så länge görs alkoholen några flaskor åt gången, men om ett par år kan miljontals liter vara tillgängliga.
Företaget har demonstrerat metoden i laboratoriemiljö och planerar nu för en etanolfabrik som ska producera cirka två miljoner liter etanol om året. Bygget kan börja redan i år, säger Dan Verser, grundare och vice vd för forskning och utveckling på ZeaChem. Det är ett av ett växande antal biobränsleföretag som vill göra etanol från icke-majskällor, eftersom majs kräver stora mängder mark, vatten och energi för att växa.
Processen förbättrar utbytet genom att göra mer effektiv användning av biomassa än vad konventionella tekniker gör. Det börjar, liksom andra tekniker för att tillverka etanol, med att bryta ner biomassa till sockerarter. Vid denna tidpunkt använder konventionella processer jäst för att jäsa sockerarterna till etanol. Men denna process är slösaktig: ungefär en tredjedel av kolet i sockret kommer aldrig in i bränslet. Istället släpps det ut i atmosfären som koldioxid. ZeaChem ersätter jäst med en typ av bakterier som kallas Moorella thermoacetica , som kan hittas på ett antal platser i naturen, inklusive termittarm och idisslare av kor, där det hjälper till att bryta ner gräs. Istället för att göra etanol och koldioxid omvandlar bakterierna sockerarter till en komponent av vinäger som kallas ättiksyra, en process som inte frigör någon koldioxid.
För att omvandla ättiksyra till etanol vänder sig ZeaChem till kemi. Först omvandlar företagets forskare syran till ett vanligt lösningsmedel som kallas etylacetat – något som kemister länge har vetat hur man gör. Det sista steget – att tillverka etanol – kräver att energi tillförs systemet i form av väte. För att få vätgas använder ZeaChem material som blir över från processen som omvandlar biomassa till socker. Detta material, som kallas lignin, kan omvandlas till en väterik blandning av gaser genom att värma upp det under rätt förhållanden - en process som kallas förgasning. Vätet kombineras med etylacetat för att göra etanol. De återstående gaserna i blandningen matas tillbaka in i processen för att ge den energi som behövs för förgasning, genom att använda material som annars skulle ha gått till spillo och eliminera behovet av att använda fossila bränslen. Hittills har företaget visat mer än 40 procent bättre avkastning jämfört med konventionella metoder, och det arbetar mot en teoretiskt möjlig förbättring på 50 procent.
Det är en väldigt innovativ process, säger James McMillan , en forskare och gruppchef vid National Renewable Energy Laboratory, i Golden, CO. Han säger att det är viktigt att få ut så mycket etanol från råvaran som möjligt, eftersom den slutliga kostnaden för etanol i hög grad beror på kostnaden för råvaran. Även om ZeaChems process är mer komplicerad än de metoder som används nu, och att bygga etanolfabriker som använder den kommer att kosta mer, säger McMillan att den förbättrade avkastningen kan kompensera för dessa ökade kostnader.