10 januari 2020

Mikroorganismer matas med giftgas för att producera biobränsle

Artikel från Högskolan i Borås

Den här artikeln bygger på ett pressmeddelande. Läs om hur redaktionen jobbar.

I dag används olika processer för att omvandla organiskt avfall till biogas. Genom att koppla samman två olika processer, en för förgasning och en för jäsning, går det att få ut större mängder av värdefulla ämnen som väte och metan. Det gäller dock att ta hand om de mikroorganismer som gör jobbet.

Skogsavfall som innehåller lignocellulosa är ett material som mikroorganismerna inte rår på så lätt. Det tar mycket lång tid att bryta ner i naturen och i de industriprocesser som används för att bryta ner avfallet hämmas mikroorganismerna av giftiga ämnen, och åker med ut ur reaktorerna när resterna från nedbrytningsprocessen spolas ut och ersätts med nytt material som ska bli biogas.

I sitt forskningsprojekt visar doktoranden Konstantinos Chandolias att det både går att komma runt problemet och på samma gång få ut en högre mängd värdefulla gaser som väte och metan, vilka används för produktion av biobränsle och andra värdefulla ämnen.

Äter giftig kolmonoxid

– Genom att koppla samman två slags processplattformar, en för förgasning och en för jäsning, vilka i dag används inom industrin var för sig för att producera ämnen som etanol, metanol och ammoniak, går det att behandla det svårnedbrytbara avfallet.

I förgasningsprocessen bildas syntetgas, en blandning som innehåller framförallt vätgas och kolmonoxid. Genom att låta syntetgasen gå in i jäsningsprocessen går det att få ut en ännu större mängd vätgas eller metan. Kolmonoxid, som är giftig, fungerar som mat till de mikroorganismer som producerar just väte och metan, förklarar Konstantinos Chandolias.

Membraner håller mikroorganismerna på plats

För att få ut så mycket som möjligt av mikroorganismerna gäller det att de stannar kvar inne i reaktorn.

– Vi har använt en speciell sorts bioreaktor (Reverse Membrane Bioreactor) i vilken mikroorganismerna kan hållas kvar inne i reaktorn. De är instängda i ett slags membran, istället för att flyta runt fritt i reaktorn. Samtidigt som mikroorganismerna på så vis ligger skyddade mot skadliga ämnen, släpper membranen igenom de ämnen som organismerna producerar – metan, vätgas och olika syror.

– Fördelarna med den nya metoden är att det går att minska utsläppen av koldioxid och metan, det går att använda industrins utsläpp av gaser som substrat och det går att producera mer metan och väte. Det gör också möjligt att minska mängden avfall som läggs på deponi eller bränns med stora utsläpp som följd, berättar Konstantinos Chandolias.

Förgasning

Förgasning är en process där ett organiskt bränsle reagerar med en kontrollerad mängd syre och/eller vattenånga, och därmed omvandlas till kolmonoxid och vätgas. Mikroorganismerna som används i processen är anaeroba, vilket innebär att de lever i syrefattig miljö.