Periset telah menemukan cara untuk menghasilkan bahan bakar berkualitas lebih tinggi dan lebih stabil terbuat dari biowaste, seperti limbah pembuangan kotoran, yang lebih sederhana dan lebih bersih daripada metode yang ada.
“Ini menempatkan biofuel lebih dekat untuk menjadi pengganti yang baik untuk bahan bakar fosil ,” kata Hua Song, seorang profesor teknik kimia dan perminyakan di University of Calgary.
Song dan tim peneliti baru-baru ini menerbitkan hasil penelitian mereka yang dilakukan di Canadian Light Source dalam jurnal Fuel .
“Pasar energi dunia saat ini didominasi oleh bahan bakar fosil. Dengan meningkatnya kekhawatiran seputar perubahan iklim dan berkurangnya sumber daya yang terkait dengan penggunaan bahan bakar fosil, sumber energi terbarukan menjadi semakin diminati dan saat ini merupakan sumber energi yang berkembang pesat,” tulis Song di makalah penelitian.
Saat ini, biowaste diubah menjadi biofuel dalam proses dua tahap yang kompleks. Biomassa pertama kali diubah menjadi minyak biocrude dengan menggunakan proses kimia dan termal.
Minyak mentah, pada umumnya adalah minyak yang belum disuling dan masih mengandung kotoran. Tahap kedua adalah bentuk penyulingan dimana hidrogen ditambahkan di bawah tekanan dan panas tinggi, dan berfungsi untuk menghilangkan kontaminan seperti belerang, nitrogen dan oksigen.
Namun, hidrogen mahal, kedua tahap ini bersifat intensif energi, dan limbah karbon tertinggal dalam bentuk arang dan emisi CO2.
Sebuah proses untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil yang masih menghasilkan gas rumah kaca yang berbahaya adalah kontraproduktif. Song dan timnya berusaha menyederhanakan proses konversi dengan cara yang berkelanjutan, hemat biaya, dan bersih.
“Dalam pekerjaan kami, kami telah mengembangkan sebuah proses yang sekaligus menghasilkan dan meningkatkan bio-oil dalam satu langkah dan tanpa memerlukan tekanan tinggi,” kata Song.
Para peneliti menggunakan metana dan bukan hidrogen untuk proses pemurnian dan mereka menggunakannya secara langsung dalam tahap mentah, namun mereka harus secara kimia mengeluarkan hidrogen dari metana selama proses pemurnian karena hidrogen masih diperlukan untuk menghilangkan kotoran.
Dengan menggunakan Canadian Light Source sebagai fasilitas sumber cahaya sinkrotron nasional, mereka mengembangkan sebuah katalis baru yang bereaksi dengan metana untuk memicunya melepaskan hidrogen.
Mereka dihadapkan pada tantangan karena metana adalah senyawa yang sangat stabil yang tidak bereaksi dengan banyak senyawa lainnya.
Para peneliti menyebut katalis yang mereka kembangkan HZSM-5. Untuk meningkatkan kemampuannya bereaksi dengan metana, mereka melapisi permukaan beberapa sampel HZSM-5 dengan bahan berbeda.
Mereka kemudian menganalisis sampel dan mempelajari fitur permukaan menggunakan cahaya terang sinkrotron.
[Sinkrotron adalah partikel pemercepat atau akselerator untuk mempercepat impulsi (dorongan) proton, deutron, atau elektron pada energi tinggi.]
“Dari sini, kita bisa memprediksi lapisan mana yang akan bereaksi paling baik dengan metana untuk melepaskan hidrogen,” kata Song.
Studi awal yang menggunakan katalis dalam pendekatan baru untuk memproduksi biofuel ini menunjukkan bahwa produk tersebut lebih efisien dan memiliki biaya produksi potensial lebih rendah daripada metode saat ini.
Selain itu, karbon tetap berada dalam minyak, dalam bentuk cair yang menghasilkan biofuel berkualitas lebih baik yang lebih stabil dengan emisi gas rumah kaca yang jauh lebih sedikit .
