D'fhorbair eolaithe ag Ollscoil Teicneolaíochta Nanyang, Singeapór (NTU Singeapór) modh nuálaíoch faoi thiomáint gréine chun sloda séarachais -- a athrú fotháirge de chóireáil fuíolluisce -- i hidrigin ghlas le haghaidh fuinnimh ghlan agus próitéin aon chill le haghaidh beatha ainmhithe.
Foilsithe iDúlra uisce, Téann an modh sloda-go-bia-agus-bhreosla i ngleic le dhá dhúshlán domhanda atá ag brú: dramhaíl a bhainistiú agus acmhainní inbhuanaithe a ghiniúint. Tá sé seo ag teacht le sprioc NTU maidir le dul i ngleic le dúshláin is mó, amhail athrú aeráide agus inbhuanaitheacht.
Measann na Náisiúin Aontaithe go mbeidh thart ar 2.5 billiún níos mó daoine ina gcónaí i gcathracha faoi 2050. Mar aon le fás na gcathracha agus na dtionscal, tagann méadú ar sloda séarachais, rud atá deacair a phróiseáil agus a dhiúscairt mar gheall ar a struchtúr casta, a chomhdhéanamh, agus a shalaithe mar mhiotail throma agus pataiginí.
De réir Un-Habitat, gintear níos mó ná 100 milliún tonna sloda séarachais ar fud an domhain gach bliain, méid atá ag méadú gach bliain. Mar sin féin, tá modhanna diúscartha coitianta -- mar loscadh nó líonadh talún -- ag am-íditheach, ag fulaingt ó thaobh fuinnimh de, agus ag cur le truailliú comhshaoil.
Chun dul i ngleic leis an bhfadhb a bhaineann le sloda séarachais nach dteastaíonn agus deacair a chóireáil, chruthaigh taighdeoirí NTU próiseas faoi thiomáint gréine trí chéim a chomhtháthaíonn teicnící meicniúla, ceimiceacha agus bitheolaíocha.
Léirigh tástálacha cruthúnais coincheap go bhfuil próiseas na foirne NTU níos éifeachtaí ná gnáth-theicnící cosúil le díleá anaeróbach -- trína ndéanann baictéir dramhaíl orgánach a bhriseadh síos chun bithghás agus iarmhar cothaitheach a tháirgeadh. Aisghabhann sé i bhfad níos mó acmhainní, baintear go hiomlán le hábhair shalaithe miotail troma, tá lorg comhshaoil níos lú aige, agus cuireann sé indéantacht eacnamaíoch níos fearr ar fáil.
Dúirt an príomhthaighdeoir comhlach Li Hong ó Scoil Innealtóireachta Meicniúla agus Aeraspáis NTU (MAE) agus an Institiúid Taighde Fuinnimh, "Athraíonn ár modh dramhaíl ina acmhainní luachmhara, ag laghdú damáiste don chomhshaol agus ag cruthú fuinnimh in -athnuaite agus bia inbhuanaithe. Léiríonn sé seo an geilleagar ciorclach agus cuireann sé le todhchaí níos glaise". "
Co-lead researcher Professor Zhou Yan from NTU's School of Civil and Environmental Engineering (CEE) and Nanyang Environment and Water Research Institute (NEWRI) said, "Our solar-powered process demonstrates how we can tackle multiple challenges at once -- turning a difficult waste product into clean energy and nutritious protein. By integrating mechanical, chemical, and biological approaches, our method has successfully addressed pollution and resource ganntanas, ag tairiscint straitéis inbhuanaithe nua i mbainistíocht fuíolluisce. "
Próiseas trí chéim NTU
Tosaíonn an próiseas trí an sloda séarachais a bhriseadh síos go meicniúil. Scarann cóireáil cheimiceach miotail throm dochracha ó ábhair orgánacha, lena n -áirítear próitéiní agus carbaihiodráití.
Ansin, úsáideann próiseas leictriceimiceach faoi thiomáint gréine leictreoidí speisialaithe chun na hábhair orgánacha a athrú ina dtáirgí luachmhara, mar aigéad aicéiteach -- príomh-chomhábhar do thionscail bia agus cógaisíochta -- agus gás hidrigine, foinse fuinnimh ghlan.
Ar deireadh, bacte gníomhachtaithe éadromriannaa thabhairt isteach sa sruth leachtach próiseáilte. Athraíonn na baictéir seo cothaithigh ina bpróitéin aonchealla atá oiriúnach do bheatha ainmhithe.
Éicea-chairdiúil, cost-éifeachtach agus inscálaithe
Léirigh tástálacha saotharlainne go n-aisghabhfaidh an modh nua 91.4 faoin gcéad den charbón orgánach i sloda séarachais agus athraíonn sé 63 faoin gcéad den charbón orgánach ina phróitéin aonchealla gan fotháirgí dochracha a tháirgeadh. I gcomparáid leis sin, is iondúil go n -aisghabhann agus go n -athraíonn díleá anaeróbach traidisiúnta thart ar 50 faoin gcéad d'ábhair orgánacha i sloda séarachais.
Baineann an próiseas faoi thiomáint na gréine éifeachtúlacht fuinnimh de 10 faoin gcéad amach, ag giniúint suas le 13 lítear hidrigine in aghaidh na huaire ag baint úsáide as solas na gréine, atá thart ar 10 faoin gcéad níos tíosaí ar fhuinneamh ná na gnáthmhodhanna giniúna hidrigine.
Laghdaíonn an próiseas NTU astaíochtaí carbóin 99.5 faoin gcéad agus úsáid fuinnimh 99.3 faoin gcéad i gcomparáid le modhanna traidisiúnta. Cuireann sé deireadh freisin le miotail throma dhíobhálacha ón sloda, a dhiúscrófaí gan chóireáil chuí ar shlí eile, rud a fhágann gur rogha atá neamhdhíobhálach don chomhshaol an próiseas.
Dúirt an chéad údar, an Dr Zhao Hu, Comhalta Taighde i Scoil MAE, "Tá súil againn go dtaispeánfaidh ár modh beartaithe inmharthanacht na dramhaíola a bhainistiú go hinbhuanaithe agus an dóigh a mbraitear sloda séarachais -- ó dhramhaíl go hacmhainn luachmhar a thacaíonn le fuinneamh glan agus táirgeadh bia inbhuanaithe."
Dúirt an fhoireann taighde NTU, cé go bhfuil an próiseas nuafhorbartha tuar dóchais inti, go bhfuil gá le níos mó staidéar chun a fháil amach an féidir é a scálaáil. Príomhdhúshlán is ea an costas a bhaineann le próiseas leictriceimiceach a úsáid chun ábhair orgánacha a bhriseadh síos go hiomlán agus gach miotal trom a bhaint as dramhaíl. Ina theannta sin, cuireann dearadh córas casta le haghaidh saoráide cóireála fuíolluisce leis an deacracht.