NASA: Bioüzemanyag termelése az óceánon

A NASA kutatói egy merőben új módját találták a tiszta energia, azon belül is a bioüzemanyag előállításának. Az új módszer tisztítja a szennyvizeket, szén-dioxidot von ki a levegőből, megőrzi a fontos a tápanyagokat, és nem versenyzik a mezőgazdasággal a földterületekért és a vízért.

Amikor az asztronauták a világűrbe mennek, mindent magukkal kell vinniük, hogy életben maradhassanak. Az űrhajó vagy űrállomás lakórésze gondos tervezést igényel, a rendelkezésre álló limitált nyersanyagok lehető legjobb felhasználást kívánja meg, ez inspirálta a kutatókat a „Fenntartható energia a Föld nevű űrhajónak” című projekt során. Ez egy olyan eljárás, ami bioüzemanyagot termel, nagyon hatékonyan és takarékosan.

Olajtermelő alga

„Az oka annak, hogy az alga ilyen érdekes az, hogy néhány fajuk nagyon sok olajt termel.” – mondta Jonathan Trent, a projekt vezető kutatója a NASA Ames-i laboratóriumában. „Az igazság az, hogy az olaj amit most használunk és termelünk ki a földből szintén algáktól származik, amelyek több millió évvel ezelőtt éltek a földön. Az alga az olaj egyik legjobb forrása még mindig, amit ismerünk.”

Az alga hasonló a többi növényhez abból a szempontból, hogy szén-dioxidot von ki a légkörből, oxigént termel a fotoszintézis melléktermékeként, és növekedésükhöz foszfátokat és nitrogént igényelnek. A többi növénytől eltérően azonban zsíros, olajos sejteket növesztenek, amik olajjal vannak tele és üzemanyagként hasznosíthatóak.

A szárazföldi növények, amit jelenleg biodízel előállításra használunk a szója, repce, és a pálma. Az összehasonlítás kedvéért, a szója egy angol holdon (0,4 hektár) évente 190 liter üzemanyagot termel, a repce 600 litert, a pálma pedig 2270 litert. Ezzel szemben néhány algafaj évente holdanként 7500 liter üzemanyagot is megtermel.

A probléma az algával, hogy nagyon sokat kell termelni ahhoz, hogy az igényeket ki lehessen elégíteni. Jelenleg kétféle szárazföldi módszer van az alga termelésére, az egyik egy nyitott csatornás megoldás, a másik pedig egy zárt bioreaktor. A nyitott úgy működik, hogy létrehoznak egy sekély csatornát, amiben édes vagy tengervíz van, alga fajtától függően, ezt a vizet pedig folyamatosan keringetik és keverik, hogy egyenletes legyen az eloszlás és levegőztessék a vizet. A módszer előnye, hogy viszonylag olcsó, viszont a párolgás miatt folyamatos frissvíz ellátásra van szüksége.

A biorektorból nincs párolgás, hiszen ez egy zárt rendszer, viszont ennek a módszernek is megvannak saját hátrányai. A vizet egész évben keringetni kell és optimális hőmérsékleten tartani, ami sok energiát emészt fel. E mellett sajnos mind a két módszer nagyon sok termőföldtől veszi el a területet.

A szennyvíz

„Az az ötletem támadt, hogy partközeli műanyag membránokban kellene az algát termelni. Ahol felépítésre kerülnek, ott nagyméretű műanyag tasakokat helyezünk el a tengerben, megtöltve azt szennyvízzel. Az algák a szennyvizet használják fel a növekedésre, miközben a vizet a meg is tisztítják.” – mondta Trent

Ez egy egyszerű, de elegáns megoldás. A zacskó egy részlegesen átjárható sejtecskékből fog állni, ami a frissvizet kiengedi az óceánba, de az algát és az összes tápanyagot magában tartja. Ez eljárás, amiről szó van az ozmózis szűrés. A friss víz és a tápanyagok vannak a membrán egyik oldalán, míg a másik oldalán tengervíz. A membrán megakadályozza, hogy a sós tengervíz bejusson a sejtekbe, ezzel megölve az ott lévő édesvízi algákat, e mellett pedig a frissvíz képes távozni az óceánba, úgy hogy a tápanyagok nem vesznek el.műanyag tasakokat helyezünk el a tengerben, megtöltve azt szennyvízzel. Az algák a szennyvizet használják fel a növekedésre, miközben a vizet a meg is tisztítják.” – mondta Trent

Az óceán felszínén lebegve, ezek az olcsó műanyag zsákok begyűjtik a napsugarat, miközben az algák oxigént termelnek a fotoszintézis során. Az alga a szennyvíz összetevőin éldegél, olajat előállítva. A műanyag zsákok ozmózissal szén-dioxidot nyelnek el a levegőből, miközben oxigént és friss vizet engednek ki. Az óceán természetes úton szabályozza a hőmérsékletet, miközben a hullámzás folyamatosan keverve tartja a rendszert.

A folyamat során bioüzemanyagot nyernek, miközben az óceánba kerülő szennyvizet megtisztítják. Az eljárás hiba biztos, ugyanis egy esetleges szakadás vagy repedés esetén a sós vízbe kerülő alga elpusztul, így nem szennyezi a helyi ökoszisztémát.

„Emlékeznünk kell rá” – mondta Trent „Nem átutazóban vagyunk a Föld nevű űrhajón, hanem mi vagyunk a legénység.”

Forrás: NASA

You must be logged in to post a comment Login

Megosztás