Công ty Virent Energy Systems đã tìm ra một phương pháp sản xuất xăng từ các loại sinh khối tái tạo được. Theo Mary Blanchard, giám đốc marketing của Công ty, sản phẩm này có thể đạt tiêu chuẩn về thành phần giống như xăng dầu của ngành công nghiệp dầu mỏ. Công ty hy vọng sẽ thương mại hóa loại xăng mới thân thiện môi trường này và trong 5 năm tới sẽ rẻ hơn cồn nhiên liệu. Phương pháp này cũng có thể sản xuất ra các sản phẩm dầu diesel và nhiên liệu động cơ phản lực thân thiện môi trường.
John Regalbuto, giám đốc Chương trình nghiên cứu Chất xúc tác Hóa học và Sinh học thuộc Quỹ hỗ trợ Khoa học quốc gia của Hoa Kỳ (National Science Foundations – NSF), dự đoán rằng, nhiêu liệu sinh học gốc hyđrô cacbon thế hệ kế tiếp sẽ sớm trở thành đối thủ nặng ký của cồn nhiên liệu. Những nhiên liệu sinh học này có thể được sản xuất từ rất nhiều loại nguyên liệu tái tạo được giống như cồn và chúng lại hấp dẫn với ngành công nghiệp dầu mỏ hiện nay bởi khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có của ngành công nghiệp này.
Những giải pháp mới
Một phần của các sản phẩm nhiên liệu sinh học mới cũng rất giống với nhiên liệu xăng dầu thông thường, bởi chúng được sản xuất thông qua quá trình xúc tác hóa học tương tự như các sản phẩm của ngành công nghiệp dầu mỏ. Tuy nhiên, theo Brent Shanks, giáo sư kỹ thuật hóa và sinh học thuộc Đại học Iowa State, có một số điểm khác nhau cơ bản. Trong ngành công nghiệp dầu mỏ, sử dụng chủ yếu các phân tử mạch liên kết đơn giản như Etylen và tạo ra chất có liên kết hóa học phức tạp hơn. Với sinh khối, bạn lại bắt đầu từ các phân tử phức tạp như phân tử đường gluco và đơn giản hóa các phân tử đó. Việc cố gắng tìm ra một cách thức sản xuất các phân tử được sử dụng trong các nhiên liệu thông thường từ các nguyên liệu tái tạo được như cỏ, vỏ bào và lá cũng như thân mềm của các loài cây lương thực sẽ rất thú vị.
Ba biện pháp chính đang được nghiên cứu nhằm tạo ra các loại nhiên liệu từ sinh khối thông qua xúc tác là: phương pháp hóa lỏng, nhiệt phân và khí hóa. Ưu điểm của 2 cách thức sau là có khả năng bẻ gãy liên kết hóa học của chất linhin có mặt trong nguyên liệu sinh khối. Chất linhin đặc biệt trơ với hóa học cũng như sự phân hủy sinh học ở nhiệt độ thấp, chính điều này đã gây cản trở cho quá trình sản xuất cồn từ xenlulô cũng như xăng sinh học.
George Huber, phó giáo sư về kỹ thuật hóa học thuộc Đại học Massachusetts đã thực hiện thí nghiệm mà ông gọi là một “một bước tiến trong việc chuyển hóa xenlulô thành các chất thơm của xăng” thông qua phương pháp nhiệt phân có xúc tác. Quá trình này được thực hiện với các thiết bị tương tự như máy nghiền xúc tác hóa lỏng sử dụng trong ngành công nghiệp dầu mỏ. Chất xơ xenlulô được chuyển hóa thành các phân tử đường để từ đó có thể tham gia phản ứng hóa học có chất xúc tác zeolite tạo ra các mạch thơm như của xăng dầu cùng khí CO2 và nước. Huber hy vọng cuối cùng sẽ sử dụng chất lignocellulose có trong nguyên liệu tái tạo như gỗ phế thải cho phản ứng.
Mặc dù phương pháp này chưa được hoàn thiện để phân hủy chất linhin trong sinh khối, tuy nhiên những phương pháp như hóa lỏng để tạo ra nhiên liệu sinh học cùng các phương pháp đang được Công ty Virent phát triển đã có những bước tiến vượt bậc. James Dumesic và đồng nghiệp thuộc khoa Kỹ thuật sinh học và hóa học của Đại học Wisconsin đã công bố trên tạp chí Nature số 47 năm 2007 trong đó mô tả cách thu đường Fructoza từ sinh khối để sử dụng cho quá trình xúc tác tạo ra dimethylfuran 2,5, chất lỏng có thể dùng trong động cơ. Cũng trong báo cáo, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, chất dimethylfuran 2,5 có năng lượng sinh ra lớn hơn cồn với cùng thể tích (nên xe có thể đi được chặng đường dài hơn cho 1 gallon). Họ cũng nhấn mạnh rằng, chất này không thể hòa tan được trong nước. Với đặc tính hòa tan của xăng có thể làm ô nhiễm nguồn nước ngầm.
Cùng thời gian đó, Conrad Zhang và đồng nghiệp thuộc Viện nghiên cứu Xúc tác bề mặt của Phòng thí nghiệm quốc gia Pacific Northwest cũng công bố cách tạo ra một nhiên liệu sinh học khác dành cho động cơ, chất hydroxymethylfurfural, nhờ đường gluco và fructoza lấy từ sinh khối thông qua sử dụng chất lỏng ion hóa. Zhang cho biết, ông và đồng nghiệp đang tập trung nghiên cứu cách thức sử dụng “xenlulô sạch” là chất có thể lấy từ các bông hay từ tảo không chứa chất linhin dùng cho phản ứng.
Các công ty dầu mỏ đang rất quan tâm với các loại nhiên liệu mới này bởi sản phẩm cuối cùng có thể làm việc rất tốt với tất cả cơ sở hạ tầng hiện có, bao gồm cả các nhà máy tinh chế, hệ thống ống dẫn, hệ thống phân phối và phương tiện chuyên chở. Các nhiên liệu được sản xuất bằng những phương pháp này rất tách biệt và sử dụng ít nước hơn. Đó là một ưu điểm lớn.
Nguồn: theo báo Khoa học và Phát triển, 10/3/2007
