Команда из австралийского университета RMIT заявляет, что нашла экономичный способ производства водорода с использованием сточных вод и отходов. Этот процесс не только производит чистый газ H2, но и улавливает весь углерод из человеческих фекалий, находя ему полезное применение.
Новый реактор превращает фекалии в чистое биотопливо

Новая технология позволяет не только генерировать чистую энергию из практически безграничных ресурсов человеческих отходов, но также может привести к созданию сектора сточных вод с нулевым уровнем выбросов. Если водород будет играть серьезную роль в «зеленой» энергетической экономике будущего, такие методы производства могут убить сразу несколько зайцев.

По словам исследователей, очищенные сточные воды в основном используются в качестве удобрений и почвенных добавок в сельском хозяйстве, но в мире около 30% отходов вместо этого либо складируется в хранилищах, либо отправляется на свалки. Биогаз, в первую очередь метан, который образуется в сточных водах и разлагается на очистных сооружениях, можно сжигать как возобновляемое топливо, но с точки зрения атмосферных выбросов его не назовешь «чистым».

Вместо этого в исследовании группы RMIT, опубликованном в International Journal of Hydrogen Energy, предложен новый метод, при котором «биологические твердые вещества» (речь про фекалии) превращаются в биоуголь — тип древесного угля, богатый углеродом. Этот уголь содержит достаточно частиц тяжелых металлов, чтобы работать как «идеальный» катализатор, с помощью которого богатый метаном биогаз может быть разделен на углерод и водород.

Процесс может выполняться в высокотемпературном реакторе пиролиза, разработанном инженерами RMIT. Биоуголь, покрытый углеродными наноматериалами, может быть использован во множестве отраслей, включая охрану окружающей среды, восстановление и улучшение сельскохозяйственных почв и даже хранение энергии.

Наиболее важно то, что когда при сжигании биогаза в атмосферу выделяется сгусток углерода, процесс пиролиза улавливает его целиком и превращает в форму, которая уже не загрязняет среду.

«Мы радикально оптимизировали тепломассообмен в нашем реакторе, сделав его очень мобильным, — пояснил ведущий исследователь и доцент Калпит Шах. — На сегодня в мире больше нет реакторов, которые могли бы достичь столь феноменальной интеграции тепла и массы при таком небольшом и экономичном корпусе. И хотя он уже энергоэффективен, при дальнейшей интеграции этот реактор может превратить биологические твердые вещества и преобразование биогаза в процесс, который фактически производит энергию, а не потребляет ее».

Запатентованная технология была проверена в лабораторных испытаниях с использованием газа, богатого метаном, аналогичного биогазу, производимому из человеческих отходов. Испытания показали, что в течение первых получаса работы реактора при 900 °C около 65−71% метана можно было успешно преобразовать в водород. В зависимости от того, были ли сточные воды перед этим очищены, метан превращается или в активированный уголь, или в биоуголь.