Une nouvelle technologie peut convertir les eaux usées en biocarburant pour réduire les émissions des avions de 70 % par rapport au carburéacteur conventionnel, affirment les scientifiques.
Le carburant d’aviation durable (SAF) représente actuellement moins de 1 % du carburant utilisé dans l’industrie aéronautique, mais il existe un besoin urgent de trouver des solutions de carburant plus vertes, car 2,5% des émissions mondiales de dioxyde de carbone viennent de l’aviation.
Les options de carburant d’aviation grand public utilisent de l’huile, tandis que les options alternatives reposent sur de la graisse ou de la graisse. Dans une étude publiée le 25 avril dans la revue ACS Chimie et Ingénierie Durablesles scientifiques ont présenté une technologie qui convertit les eaux usées des brasseries et des fermes laitières en ingrédients nécessaires au SAF, à savoir les acides gras volatils.
Les scientifiques ont déployé la digestion anaérobie arrêtée par le méthane (MAAD) – un processus mis au point par Meltem Urgun Demirtasresponsable du département Matériaux et procédés durables d’Argonne National Lab. Dans ce processus, les bactéries, plutôt que les traitements traditionnels des eaux usées, décomposent la matière organique des eaux usées via digestion anaérobieconvertissant les eaux usées en acide butyrique et acide lactique. Ces acides pourraient ensuite être convertis en SAF, précisent les scientifiques.
Cependant, le processus produit également des acides lactiques, qui limitent la production de SAF et réduisent même son efficacité carbone lors de la conversion des acides gras volatils en SAF. Pour contourner ce problème, les scientifiques ont également créé une méthode de séparation électrochimique, qui extrait les composés organiques des eaux usées.
Le résultat final a été le développement d’un processus de récupération de produits in situ qui élimine les déchets souhaités dans des mélanges complexes par séparation par membrane. Couplées à la digestion anaérobie, ces méthodes ont permis à l’équipe de créer des communautés microbiennes durables produisant une grande quantité d’acide butyrique.
Les scientifiques du Laboratoire national d’Argonne continueront de travailler à l’amélioration de la durabilité de leurs découvertes et même à rechercher d’autres matériaux issus de matières premières qui pourraient être utilisés avec cette technologie. Ces efforts ont été financés par le Bureau des technologies de bioénergie du Bureau de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables du DOE. L’espoir est qu’en finançant les efforts de recherche, les scientifiques atteindront leur objectif de commercialiser le processus et de le mettre à l’échelle pour créer suffisamment de SAF pour répondre à 100 % de la demande du secteur commercial.
Les scientifiques ont déjà a souligné les effets négatifs des eaux usées sur les écosystèmes. Les proliférations d’algues provenant des eaux usées peuvent « conduire à un changement dans la biodiversité », a déclaré Anne Jungblut, chercheuse en sciences de la vie au Musée national d’histoire du Royaume-Uni. Les changements dans la biodiversité peuvent avoir des conséquences néfastes sur des rivières entières.
« Les deux flux d’eaux usées sont riches en matières organiques et leur traitement à l’aide de méthodes traditionnelles de traitement des eaux usées nécessite beaucoup de carbone », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Taemin Kimun analyste des systèmes énergétiques à Argonne, a déclaré dans un déclaration. « Grâce à notre technologie, nous traitons non seulement ces flux de déchets, mais produisons également du carburant durable à faible teneur en carbone pour l’industrie aéronautique. »
Le processus de récupération in situ des produits assisté par membrane réduit les gaz à effet de serre de 70 % tout en restant un produit final rentable. Selon l’Agence américaine de protection de l’environnement, les gaz à effet de serre provoquent le changement climatique en contenant la chaleur, ce qui provoque un effet d’entraînement sur divers biomes. En les réduisant considérablement grâce à ce procédé, les scientifiques d’Argonne pourraient prendre les premières mesures pour lutter contre le changement climatique et éliminer le besoin de carburants nocifs.
