Çöpleri Değerli Kimyasallara ve Temiz Yakıtlara Dönüştürmek

İklim hedefleri, MIT adı verilen bir süreçten yararlanan atık işleme yan ürünü plazma gazlaştırma.

Çöp kutusunun önünde tereddüt eden herkes sorunu bilir: Neyin geri dönüştürülebileceğini belirlemek zordur. Ortalama patates cipsi çantasını düşünün. Film plastiği, metal, boyalar ve yemek artıkları var; karmaşık. Günümüzün geri dönüşümü karmaşıklığı iyi bir şekilde ele almıyor, bu nedenle tipik bir talaş torbası çöp sahasına gönderiliyor.

Düzenli depolama alanları elbette yer kaplar, ancak bunlarla ilişkili çok daha ciddi bir sorun var – şu anda MIT Energy Initiative (MITEI) araştırma bilimcisi olan Daniel R. Cohn, MITEI’nin Geleceği’nin yönetici direktörü iken altını çizdi. Doğal Gaz çalışması. Bu sorun, sera gazı emisyonlarıdır.

“ABD’de yılda yaklaşık 130 milyon ton atık düzenli depolama alanlarına gidiyor ve bu en az 130 milyon ton CO üretiyor2Eşdeğer emisyonlar, ”diyor Cohn, bu emisyonların çoğunun, iklim için karbondioksitten (CO 2) çok daha kötü olan, doğal olarak oluşan bir gaz olan metan biçiminde geldiğini belirterek,2).

Cohn için, MITEI çalışması üzerinde çalışmak, ortak kurduğu bir şirket olan InEnTec’in işini genişletme zamanının geldiğini açıkça ortaya koydu. 1995 yılında MIT’den çıkarılan InEnTec, her türlü çöpü – biyolojik, radyoaktif ve diğer tehlikeli atıklar bile – değerli kimyasal ürünlere ve temiz yakıtlara dönüştürmek için plazma gazlaştırma adı verilen bir işlem kullanıyor. (Şirketin adı başlangıçta Entegre Çevre Teknolojileri anlamına geliyordu.)

Süreç çöp sahasına çöp atmaktan daha pahalıdır, ancak iklim değişikliği konuları 25 yıl önce yatırımın ana itici gücü değildi. InEnTec başkanı, CEO’su ve kurucu ortağı Jeffrey E. Surma, “90’ların başında, küresel ısınma daha çok akademik bir arayıştı” diyor ve o zamanlar pek çok insanın bu fenomene inanmadığını da ekliyor.

Sonuç olarak, şirket uzun yıllar ağır sanayi ve ciddi toksik atık sorunları olan hükümetlere niş hizmetler sağlamaya odaklandı. Ancak şimdi Surma, şirketin plastik geri dönüşümü ve düşük maliyetli dağıtılmış hidrojen yakıtı üretimini içeren projelerle genişlediğini söylüyor – atık depolama alanlarından ve sera gazlarından havadan uzak tutmak için çekirdek teknolojilerinin gelişmiş versiyonlarını kullanıyor.

Surma, “Günümüzde insanlar enerjimizin ve endüstriyel sistemimizin karbondan arındırılmasının gerçekleşmesi gerektiğini anlıyor” diyor. Bir ton kentsel katı atığın düzenli depolama alanlarından yönlendirilmesi – “en azından” bir ton CO’nun önlenmesine eşdeğerdir2 atmosfere ulaştığını not ediyor. “Bu çok önemli.”

MIT’de Kökler

InEnTec’in hikayesi, 1990’ların başında MIT Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi’nde (PSFC) başlıyor. O zamanlar PSFC’de Plazma Teknolojisi Bölümünün başkanı olan Cohn, nükleer füzyon için geliştirilen teknolojileri kullanmanın yeni yollarını belirlemek istedi. “Füzyon çok uzun vadeli, bu yüzden kısa vadede toplumsal fayda için daha yararlı olacak bir şey bulabilir miyiz diye merak ettim” diyor. “Çevresel bir uygulama araştırmaya karar verdik.”

Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’nda (PNNL) nükleer atık temizliği üzerinde çalışan Surma ile ekip kurdu ve MIT’de plazma kullanarak deneysel bir atık arıtma fırını tesisi kurmak ve işletmek için ABD Enerji Bakanlığı fonunu aldılar – aşırı derecede ısıtılmış, iyonize gaz. Plazma, temelde bir plazma topu olan güneşin enerji üreten güçlerini kopyalamayı amaçlayan füzyon araştırmalarının merkezinde yer alıyor. MIT, plazma fırını inşa etmek için kritik büyük ölçekli alan ve tesis desteği sağladı.

MIT projesi sona erdikten sonra, Cohn ve Surma, plazma teknolojisini bir joule ısıtmalı eritici ile birleştirmek için General Electric’ten bir mühendis olan Charles H. Titus ile işbirliği yaptı, Surma’nın erimiş camdaki tehlikeli atıkları yakalamak için geliştirdiği bir cihaz. Patent başvurusunda bulundular ve dördüncü kurucu ortak Larry Dinkin’in iş yardımı ile InEnTec doğdu; Richland, Washington’da PNNL yakınlarında bir tesis kuruldu.

Ekibin 2008 yılında şirketin ilk ticari ölçekli üretim tesisini açmadan önce geliştirdiği ve test ettiği InEnTec teknolojisi, “atıkların bir odaya girmesine ve aşırı sıcaklıklara maruz kalmasına izin veriyor – 10.000 derecenin üzerinde kontrollü bir yıldırım Santigrat, ”Diye açıklıyor Surma. “Atık malzeme o bölgeye girdiğinde, parçalarına ayrılır.”

Cohn, birimin boyutuna bağlı olarak, InEnTec işlemcileri günde 25 ila 150 ton atığı işleyebilir – aksi takdirde toprakla doldurulabilecek, hatta yakılabilecek atıklar, Cohn. Örneğin, şu anda Kaliforniya’da devam eden bir projede, şirket, tipik olarak yakılmış olan ve dolayısıyla her ikisi de CO üreten tarımsal biyokütle atığını kullanarak etanol üretecektir.2 ve Central Valley’deki hava kirliliğine katkıda bulunduğunu söylüyor.

Hidrojen ekonomisini desteklemek

Kirleticileri havaya bırakan yakma işleminin aksine, InEnTec’in prosesi, etanol, metanol ve hidrojen gibi yakıtlara dönüştürülebilen sentez gazı veya “sentez gazı” adı verilen yararlı bir hammadde yakıtı üretirken erimiş camdaki tehlikeli elementleri hapseder. Surma, “Bu son derece temiz bir süreç” diyor.

Hidrojen, ülke çapındaki tesislerde ucuz, yakıt hücresi seviyesinde hidrojen üretmeyi uman InEnTec için kilit bir ürün odak noktasıdır – bu çalışma, hidrojen yakıt hücreleri ile çalışan elektrikli araçların genişletilmiş kullanımını destekleyebilir. Surma, “Bunu çok büyük bir fırsat olarak görüyoruz” diyor.

Bugün hidrojenin yüzde 99’u fosil yakıtlardan üretilirken, InEnTec herhangi bir atık üründen hidrojen üretebilir. Ve bitkileri, hidrojenin neredeyse her yerde üretilmesine izin veren, tipik olarak bir buçuk ila iki akrelik küçük bir alana sahiptir. Surma, InEnTec işleminin kendisinin doğrudan emisyon üretmediğini açıklayarak, “Atıkların kat edilmesi gereken mesafeyi azaltıyor ve onu neredeyse sıfır karbonlu bir yakıta dönüştürüyorsunuz,” diye ekliyor.

Halihazırda InEnTec, Oregon’da Kuzeybatı pazarı için atık maddelerden ve biyokütleden yakıt hücresi seviyesinde hidrojen üretecek bir tesis kurdu. Tesis, günde 1.500 kilogram hidrojen üretme potansiyeline sahip, bu da ortalama günlük gidiş-geliş için 2.500 arabayı yakacak kadar yeterli.

Surma, “Benzinle rekabet edebilmek için gerekli olan, çok düşük maliyetle hidrojen üretebiliriz” diyor.

Plastik geri dönüşümü

InEnTec’teki bir başka girişim, çip torbasında gösterilen karmaşıklık türüyle karşı karşıya olan plastik geri dönüşümünü sıfırlıyor. Cohn, farklı plastik sınıflarının farklı kimyasal bileşimlere sahip olduğunu ve yeni plastik yapmak için basitçe birlikte eritilemeyeceğini, bu nedenle bugün Amerika Birleşik Devletleri’ndeki plastik atığın yüzde 10’undan daha azının geri dönüştürüldüğünü söylüyor.

InEnTec bu sorunu “moleküler geri dönüşüm” adını verdiği yöntemle çözüyor. “Plastik döngüselliğin peşinden koşan kimya şirketleriyle ortaklık kurduk [making new plastics from old plastics], çünkü teknolojimiz plastiklerin bakir formu olan moleküllere geri dönmemizi sağlıyor ”diye açıklıyor Surma.

Son zamanlarda InEnTec, plastik atıklarını işlemek için büyük bir araba parçalama şirketi ile birlikte çalıştı. Surma, “Malzemeleri yeni gösterge panoları, koltuklar vb. İçin hammadde olabilecek moleküllere geri dönüştürebiliriz” diyor ve bugün geri dönüşüm araçlarından üretilen atıkların yüzde 40-45’inin plastik olduğuna dikkat çekiyor. “Bunun ileriye dönük işimizin çok önemli bir parçası olacağını düşünüyoruz.”

InEnTec’in teknolojisi aynı zamanda çevresel temizlik için plastiği geri dönüştürmek için de kullanılıyor. Özellikle, okyanus plastiklerini işlemek için bir tekneye küçük bir birim yerleştiriliyor. Surma, InEnTec’in iş modeli atık bertaraf ödemelerine bağlı olduğu için bu projenin büyük olasılıkla sübvansiyon gerektireceğini kabul ediyor. Bununla birlikte, InEnTec’in ele alabileceği proje yelpazesini göstermektedir ve hem büyük hem de küçük yollarla – InEnTec’in atıkları çöplüklerden uzak tuttuğunu göstermektedir.

Cohn, “Başlangıçta tıbbi ve tehlikeli atıklar için çok çaba sarf ettik çünkü bunları atmak için daha fazla paramız var” diyor, ancak ekibin her zaman daha geniş hedefleri olduğunu vurguluyor. “Çevresel açıdan üstün bir ürünün daha fazla değere sahip olduğuna inanan daha fazla müşteri kazanma noktasına henüz geldik. Bu noktaya gelmek uzun zaman aldı. ”