Biomassza-kutatások

Az MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézetében (MTA TTK AKI) az Új Széchenyi Terv keretében második évében tart a „Megújuló energiaforrások újszerű felhasználása és korszerű energiatároló eszközök fejlesztésére alkalmas innovatív eljárások tudományos megalapozása” című, KTIA_AIK_12-1-2012-0014 jelű kutatási-fejlesztési projekt.


A projektben – a Nemzeti Energiastratégia 2030 dokumentum szellemében – az intézet munkatársai több területen végeznek kutatásokat a megújuló energiaforrások szélesebb körű, hatékony felhasználására alkalmas eljárások tudományos megalapozására. A kutatások egyik részterülete a hazai bio­masszaforrások jellemzőinek felmérése, és e források energetikai és egyéb célú alkalmazhatóságát elősegítő feldolgozási eljárások kifejlesztése. A másik célterület olyan anyagok és eljárások kidolgozása, amelyek révén a biomasszából előállított elektromos energiát minél hatékonyabban lehet tárolni, majd adott esetben jó hatásfokkal felhasználni.

Az eddigi kutatások során felmérték többféle hazai eredetű, cellulóz alapú, azaz emberi fogyasztásra nem alkalmas biomassza energetikai hasznosítás szempontjából fontos tulajdonságait. A vizsgálatok alapján kiválasztott, jellemző mintáknál meghatározták, hogy egy viszonylag alacsony hőmérsékleten kivitelezhető, az utóbbi időben előtérbe került eljárással, az ún. torrefaction módszerrel milyen hatékonysággal lehet különböző faféleségeket nagy energiasűrűségű, tartósan tárolható energiahordozókká átalakítani. Kutatásokat végeznek a cellulóz alapú biomasszák plazmatechnológiával, egy lépésben történő elgázosítására, ennek révén vegyipari és energetikai célokra hasznosítható szintézisgáz előállítására is. Távolabbi céljuk a folyamat legkedvezőbb kivitelezési módjának meghatározása, majd erre alapozva ipari eljárás kifejlesztése.

Egy további részterületen azt kutatják, hogy a cellulóz alapú biomasszából megfelelő kémiai átalakítások után miként lehet ún. második generációs bioüzemanyagokat előállítani. A vizsgálatok fő célja a cellulóz kémiai lebontásával előállítható ígéretes vegyület, a gamma-valerolakton és származékainak további feldolgozására szolgáló módszerek kidolgozása és a keletkezett köztitermékek vegyipari és energetikai hasznosíthatóságának felmérése. Megállapították például, hogy ha dízelmotorokban az üzemanyagot gamma-valerolaktonnal dúsítják, az adalék nemcsak energiaforrásként hasznosul, hanem a motor korom­kibocsátását is jelentősen csökkenti. Az energetikai hatékonyság növelésének vizsgálatakor a modern lézeres reakciókinetikai módszerek mellett az elméleti kémia eljárásait is hatékonyan alkalmazzák. Az intézetben hosszú ideje magas színvonalon folyó heterogén katalízis kutatások eredményeit felhasználva eljárásokat dolgoznak ki a gamma-valerolakton kémiai köztitermékként való hasznosíthatóságára, a „gamma-valerolakton alapú vegyipar” megalapozása érdekében.

A biomasszából és egyéb megújuló forrásokból előállított, hidrogéntartalmú energiahordozókat hatékonyan és környezetbarát módon lehet felhasználni tüzelőanyag-cellákban, elektromos energia előállítására. A projekt keretében olyan szerkezeti anyagok és katalizátorok, valamint gyártási eljárások kidolgozásán munkálkodnak, amelyek elősegítik, hogy a tüzelőanyag-cella minél előbb általánosan elterjedt energiaforrássá váljon. Eközben nemcsak a heterogén katalízis eszköztárát veszik igénybe, hanem az intézetben hosszabb idő óta folyó, újszerű polimerek előállítására irányuló kutatások tapasztalatait és eredményeit is hasznosítják.

Az elektromos energiával üzemelő eszközök, berendezések egy részének energiaellátását bonyolítja, hogy az energiafelhasználás helye és időpontja gyakran eltér a nagy kapacitású elektromos hálózatok nyújtotta lehetőségektől. Az elektromos energia hatékony tárolásának egyik formáját az ún. „szuperkondenzátorok” jelentik, amelyekben nagyon nagy energiasűrűség és gyors áramleadás érhető el. Ilyen eszközöket már több helyen használnak például tömegközlekedésben, a városi autóbuszok károsanyag-kibocsátásának csökkentésére. A szuperkondenzátorok szélesebb körű elterjedésének egyelőre korlátot szab magas előállítási költségük. Az MTA TTK AKI-ban folyó szuperkondenzátor-kutatások olcsó, kereskedelmi forgalomban könnyen beszerezhető szén alapú alkatrészeket használó kondenzátorok kifejlesztését és hatékony gyártási technológia kidolgozását célozzák.•


 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021
Címkék

Innotéka