Értékesebb vegyületekké alakítják a biomasszából származó anyagokat

2011 márciusában indult, és 2012 augusztus végén zárul az a HURO-projekt, melyben az SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék, valamint a Román Tudományos Akadémia Temesvári Kémiai Intézet szakemberei dolgoztak együtt.

Erdőhelyi András

, az SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék tanszékvezető professzora, a projekt vezetője a www.u-szeged.hu-nak elmondta: a két fél együttesen több mint 260 ezer eurós támogatást nyert el a 18 hónapos programra. Eszközöket, műszekeret szereztek be, kollégákat tudtak alkalmazni (Szegeden esetenként közel tucatnyi kutató vett részt a projektben), illetve speciális kutatásokat végeztek el. A szegedi és a temesvári szakemberek kapcsolata természetesen hosszabb múltra tekint vissza – tudtuk meg –, korábban is dolgoztak már együtt, ismerték egymás tevékenységét, s a továbbiakban sem szakad majd meg a sikeres együttműködés. Mi volt a konkrét feladat, a meghatározott célkitűzés az elmúlt másfél esztendőben? – A projekt címe tökéletesen kifejezi: A bioetanol és a biometán katalitikus átalakítása bárminemű értékesebb vegyületté. Mi a célja ennek? Nos, a biomasszából viszonylag egyszerű etil-alkoholt előállítani, ami robbanómotorok üzemanyagaként eléggé kis hatásfokú. A mi javaslatunk: állítsunk elő belőle hidrogént, s azt tüzelőanyag-cellában égessük el. De hogy lesz a bioetanolból hidrogén? Úgynevezett reformálással, az etanol és a víz reakciójával, ám ekkor természetesen melléktermékek is keletkeznek. Az is kérdés, hogy lehet más termékek előállítására is felhasználni az etanolt. Etil-alkoholból etilént vagy acetont például viszonylag nagy szelektivitással egész egyszerűen nyerhetünk. Ez képezte a projekt egyik részét, a másik része a biogáz vizsgálata. Tanulmányoztuk, hogy milyen feltételek mellett lehet a metán és a szén-dioxid reakciójából úgynevezett szintézisgázt előállítani, illetve a benne lévő szennyező anyagok mennyire befolyásolják az egész rendszert – magyarázta Erdőhelyi András.

A szegedi kutatók egyébként korábban is komolyan foglalkoztak a bioetanollal, gyakorlatilag ezt az irányt folytatták a HURO-program keretében, ebbe kapcsolódott be a temesvári kutatócsoport. Az általuk használt anyagokat is alkalmazták katalizátorként az SZTE szakemberei, illetve a román fél részletesen vizsgálta a Szegeden használt mintákat. A katalizátorok elemzése közben rendkívül fontos eredményekre jutottak annak kapcsán, hogy a reakciók során keletkezett termékek, hogyan változtatják meg a szilárd anyagok, a nanostrukturált katalizátorok felületi szerkezetét. – A problémát ezekben az esetekben is a katalizátorok időbeli aktivitás változása jelenti. A nemesfémek sokáig tartanak és igen hatásosak, de drágák. Ha nem nemesfémeket alkalmazunk, hanem például nikkelt, vasat, kobaltot, rezet, azok gyorsan tönkremennek, aktivitásuk lecsökken, zömében szén rakódik le a felületre. Ezt kellene valahogy kiküszöbölni. A munka éppen ezért nem áll meg, hanem tovább folytatódik. Máris akad olyan hazai ipari partner, aki a metán katalitikus átalakításával kapcsolatban szívesen közreműködik, de bízom benne, hogy találunk ipari megbízókat további projektekre is, mivel ezen megbízások révén konkrét ipari célokra lehetne fordítani a kutatásokat – fejtette ki a professzor. Hozzáfűzte: szintén nem elhanyagolható feladat a termékek és a melléktermékek elválasztása. A kémiai tanszékcsoporton belül más tanszékekkel is összefogtak, annak érdekében, hogy speciális membránokat állítsanak elő. Olyan membránokról van szó, melyeken például csak a hidrogén megy át, tehát segítségükkel megtörténhet az elsődleges tisztítás. A végső cél olyan egység készítése, melyet a gépjárműbe beépítve, 35-40 százalékos alkoholkoncentrációt tankolunk, ebből hidrogént állítunk elő, ami minimális szennyezőanyag-kibocsátás mellett működteti a járművet. Erdőhelyi András kiemelte: a HURO-projekt révén tudott beszerezni a Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék egy speciális diffúz reflexiós cellával ellátott Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópot, mellyel meg tudják határozni a katalizátorok felületén a reakciók alatt keletkező anyagokat. A műszer értéke mintegy 60 ezer euró. Ennek a berendezésnek a segítségével pontosan meghatározhatók a reakció tényleges körülményei között a katalizátorok, a szilárd anyagok felületén végbe menő folyamatok. Így a korábbiaknál jóval hatékonyabban folyhatnak azok a kutatások, melyek a biomasszából származó anyagok (bioetanol és a biometán) átalakításával foglalkoznak. Forrás:

Szegedi Tudományegyetem honlapja