211service.com
Efficiënter ethanol uit hout maken
Een soort bacterie die termieten helpt bij het verteren van hout, zou de sleutel kunnen zijn tot het goedkoop maken van ethanol uit hout en gras. ZeaChem, een startup gevestigd in Menlo Park, CA, heeft een proces ontwikkeld op basis van deze bacterie die 50 procent meer ethanol kan produceren uit een bepaalde hoeveelheid biomassa dan conventionele processen.
Speciale reserve: Hierboven is een zeldzaam monster van ethanol te zien, gemaakt van houtsnippers met behulp van een nieuw proces. Tot nu toe wordt de alcohol met een paar flessen tegelijk gemaakt, maar over een paar jaar kunnen er miljoenen gallons beschikbaar zijn.
Het bedrijf heeft de methode in een laboratoriumomgeving gedemonstreerd en maakt nu plannen voor een ethanolfabriek die zo'n twee miljoen liter ethanol per jaar gaat produceren. De bouw zou al dit jaar kunnen beginnen, zegt Dan Verser, een oprichter en vice-president van onderzoek en ontwikkeling bij ZeaChem. Het is een van een groeiend aantal biobrandstofbedrijven die ethanol willen maken uit niet-maïsbronnen, aangezien maïs grote hoeveelheden land, water en energie nodig heeft om te groeien.
Het proces verbetert de opbrengst door efficiënter gebruik te maken van biomassa dan conventionele technieken. Het begint, net als andere technieken om ethanol te maken, met het afbreken van biomassa tot suikers. Op dit moment gebruiken conventionele processen gist om de suikers tot ethanol te fermenteren. Maar dit proces is verspillend: ongeveer een derde van de koolstof in de suikers komt nooit in de brandstof terecht. In plaats daarvan komt het als koolstofdioxide in de atmosfeer terecht. ZeaChem vervangt gist door een soort bacterie genaamd Moorella thermoacetica , die op een aantal plaatsen in de natuur te vinden is, waaronder de ingewanden van termieten en de herkauwers van koeien, waar het helpt bij het afbreken van gras. In plaats van ethanol en koolstofdioxide te maken, zetten de bacteriën suikers om in een bestanddeel van azijn dat azijnzuur wordt genoemd, een proces waarbij geen koolstofdioxide vrijkomt.
Om azijnzuur om te zetten in ethanol, wendt ZeaChem zich tot de chemie. Ten eerste zetten de onderzoekers van het bedrijf het zuur om in een gewoon oplosmiddel, ethylacetaat genaamd, iets waarvan chemici al lang weten hoe ze dat moeten doen. De laatste stap - het maken van ethanol - vereist het toevoegen van energie aan het systeem in de vorm van waterstof. Om de waterstof te krijgen, gebruikt ZeaChem materiaal dat overblijft van het proces dat biomassa omzet in suikers. Dit materiaal, lignine genaamd, kan worden omgezet in een waterstofrijk gasmengsel door het onder de juiste omstandigheden op te warmen, een proces dat vergassing wordt genoemd. De waterstof wordt gecombineerd met ethylacetaat om ethanol te maken. De resterende gassen in het mengsel worden teruggevoerd in het proces om de energie te leveren die nodig is voor vergassing, gebruikmakend van materiaal dat anders verloren zou zijn gegaan en het gebruik van fossiele brandstoffen overbodig. Tot nu toe heeft het bedrijf een meer dan 40 procent betere opbrengst laten zien in vergelijking met conventionele benaderingen, en het werkt aan een theoretisch mogelijke verbetering van 50 procent.
Het is een zeer innovatief proces, zegt James McMillan , een onderzoekswetenschapper en groepsmanager bij het National Renewable Energy Laboratory, in Golden, CO. Hij zegt dat het belangrijk is om zoveel mogelijk ethanol uit de grondstof te halen, aangezien de uiteindelijke kosten van ethanol sterk afhangen van de kosten van de grondstof. Hoewel het proces van ZeaChem ingewikkelder is dan de methoden die nu worden gebruikt, en het bouwen van ethanolfabrieken die het gebruiken meer zal kosten, zegt McMillan dat de verbeterde opbrengst deze hogere kosten zou kunnen compenseren.