Naukowcy z Wrocławia zamieniają odpady w energię i nawóz
Czy zużyty olej po smażeniu może stać się źródłem energii elektrycznej, a odpady z hodowli owadów – wartościowym nawozem? Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej pracują nad technologiami, które wpisują się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym i pozwalają odzyskać cenne surowce z odpadów, które dotychczas wymagały kosztownej utylizacji.
Trzech naukowców z Politechniki Wrocławskiej (PWr) prowadzi badania, których celem jest nadanie nowej wartości różnym rodzajom odpadów. Dr inż. Aleksander de Rosset, dr inż. Daniel Szopa oraz dr inż. Karol Postawa, tegoroczni stypendyści Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, rozwijają rozwiązania wykorzystujące biotechnologię, chemię i sztuczną inteligencję. Łączy je wspólny cel – przekształcenie odpadów w surowce, energię lub produkty o praktycznym zastosowaniu.
Zużyty olej produkuje prąd i cenne związki
Jednym z projektów realizowanych na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej jest technologia wykorzystująca zużyte oleje roślinne pochodzące z gastronomii. Opracowane przez dr. inż. Aleksandra de Rosseta mikrobiologiczne ogniwa paliwowe wykorzystują bakterie, które rozkładają odpadowy olej, jednocześnie wytwarzając energię elektryczną.
Jak wyjaśnia naukowiec, zastosowanie mikrobiologicznych ogniw paliwowych zasilanych olejami odpadowymi z przemysłu spożywczego umożliwia równoczesną syntezę biosurfaktantów oraz produkcję energii elektrycznej. Dzięki temu technologia pozwala przekształcać trudne do zagospodarowania odpady w produkty o wartości handlowej oraz energię.
Powstające w procesie biosurfaktanty są wytwarzanymi przez mikroorganizmy naturalnymi środkami powierzchniowo czynnymi, które mogą znaleźć zastosowanie m.in. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy wydobywczym. Badacz będzie rozwijał technologię w ramach grantu Opus Narodowego Centrum Nauki, koncentrując się na rozwiązaniach umożliwiających wdrożenie przemysłowe.
Odpady z hodowli owadów mogą zasilić rolnictwo
Kolejne badania dotyczą zagospodarowania odpadów powstających podczas hodowli larw mącznika młynarka (Tenebrio molitor), które coraz częściej wykorzystywane są jako alternatywne źródło białka.
Dr inż. Daniel Szopa opracowuje metodę przetwarzania tych pozostałości na biodegradowalne nawozy. W procesie hydrolizy chemicznej białka zawarte w odpadach rozkładane są do mieszanin bogatych w aminokwasy, a naukowcy analizują wpływ parametrów procesu na właściwości końcowego produktu.
Jak podkreśla dr inż. Daniel Szopa, badania pokazują, że odpady wysokobiałkowe mogą stać się wartościowym surowcem zamiast trafiać do utylizacji. W kolejnych etapach planuje rozszerzyć prace o zagadnienia mikrobiologiczne, wykorzystanie ultradźwięków podczas ekstrakcji oraz rozwój zastosowań biopolimerów w nawozach, foliach funkcjonalnych i matach nawozowych.
Sztuczna inteligencja pomaga ograniczyć emisje
Trzeci projekt realizowany na Politechnice Wrocławskiej dotyczy przetwarzania odpadów roślinnych. Dr inż. Karol Postawa tworzy modele oparte na sztucznej inteligencji, które potrafią przewidzieć emisje powstające podczas pirolizy biomasy – procesu polegającego na podgrzewaniu odpadów roślinnych w wysokiej temperaturze bez dostępu tlenu. Dzięki temu jeszcze przed rozpoczęciem przetwarzania będzie można lepiej zaplanować cały proces i ograniczyć jego wpływ na środowisko.
Tworzone algorytmy wspierają również optymalizację katalizatorów stosowanych w kotłach retortowych oraz pomagają określić najbardziej efektywne sposoby przekształcania pozostałości po uprawach w energię. Dzięki temu instalacje mogą pracować wydajniej, z mniejszymi emisjami i niższymi kosztami.
Jak wskazuje dr inż. Karol Postawa, interdyscyplinarne doświadczenie z zakresu chemii i biotechnologii pozwala mu analizować te procesy z szerszej perspektywy niż w przypadku specjalizacji ograniczonej do jednej dziedziny. W planach naukowca znajduje się komercjalizacja opracowanych narzędzi oraz dalszy rozwój badań.
Politechnika Wrocławska rozwija technologie odzysku zasobów
Choć badania prowadzone przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej dotyczą różnych rodzajów odpadów i wykorzystują odmienne metody, wszystkie wpisują się w ideę gospodarki o obiegu zamkniętym. Pokazują, że zużyty olej spożywczy, odpady z hodowli owadów czy pozostałości roślinne mogą stać się źródłem energii, surowców lub produktów wykorzystywanych w kolejnych procesach przemysłowych i rolniczych.
Badania nad zagospodarowaniem odpadów to nie jedyny przykład działań uczelni związanych z efektywnym wykorzystaniem zasobów i ideą gospodarki obiegu zamkniętego. Uczelnia rozwija również projekty, których celem jest odzysk energii i ograniczenie jej strat. Jednym z nich jest współpraca Politechniki Wrocławskiej z Kogeneracją z Grupy PGE, w ramach której analizowane jest wykorzystanie ciepła odpadowego generowanego przez infrastrukturę superkomputerową Wrocławskiego Centrum Sieciowo-Superkomputerowego (WCSS). Zamiast trafiać bezpośrednio do atmosfery, nadwyżki ciepła z pracy serwerów mają zostać wykorzystane w miejskim systemie ciepłowniczym. Więcej na ten temat w artykule: Serwerownia zamiast ciepłowni. Politechnika Wrocławska ogrzeje miasto.
Projekt pokazuje, że uczelniane laboratoria i centra badawcze mogą pełnić rolę miejsc testowania rozwiązań wspierających transformację energetyczną – od odzysku energii z infrastruktury cyfrowej po przekształcanie odpadów w nowe produkty. Działania prowadzone przez naukowców PWr wpisują się w szerszy kierunek rozwoju technologii, w których niewykorzystane dotąd zasoby stają się źródłem energii, surowców lub materiałów o wartości gospodarczej.
Katarzyna Poprawska-Borowiec
katarzyna.borowiec@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny.pl Sp. z o.o.
