Nhiên liệu xe hơi từ... hoa quả

Mới đây, các kỹ sư nhiên liệu sinh học ở trường Đại học Wisconsin, Mỹ tuyên bố họ đã tìm ra một giải pháp với một loại đường đơn giản gọi là fructose có thể chuyển thành nhiên liệu có nhiều tính ưu việt vượt trội ethanol.

Quy trình của họ sản xuất ra 2,5 demethylfuran, hay DMF có chứa năng lượng nhiều hơn 40% so với ethanol. Bên cạnh đó nó không hoà tan trong nước, ít bay hơi hơn và dễ lưu trữ.

Trong quá trình này các enzyme sắp xếp lại các carbonhydrate thực vật thành đường ôxi hoá cao, tức là fructose.

Bước tiếp theo là chuyển fructose thành chất hoá học trung gian, hydroxymethylfurfural, hay HMF, bằng cách sử dụng axit xúc tác và một chất hoà tan ở điểm sôi thấp. Bước này sẽ tách 3 nguyên tử ôxi.

Ở bước cuối cùng, HMF được chuyển thành DMF bằng cách để nó trong chất xúc tác ruteni đồng, tiếp tục tách ra hai nguyên tử ôxi nữa và chuyển khí thành chất lỏng ở nhiệt độ thấp để thuận tiện sử dụng như một nhiên liệu thông dụng cho các phương tiện giao thông.

Theo các nhà khoa học, fructose có thể chiết xuất trực tiếp từ hoa quả hoặc chế biến từ đường glucose.

Nhiên liệu sinh học: Cần được sản sản xuất nhiều, nhanh, tốt, rẻ

Nếu sáng chế nói trên được đưa vào thực tế, nó có thể thể thúc đẩy công nghệ biomass phát triển hơn nữa.

Công nghệ biomass, hiểu nôm na là công nghệ sản xuất nhiên liệu và vật liệu từ nguồn nguyên liệu sinh học.

Nguồn nguyên liệu biomass có thể là các loại thực vật, động vật, các chất thải có thể phân huỷ sinh học. Các loại nguyên liệu hữu cơ đã được chuyển hoá qua quá trình địa chất trở thành than đá hay dầu khí không thuộc vào nhóm nguyên liệu của công nghệ biomass.

Hiện nay, rượu ethanol là loại nhiên liệu xe hơi duy nhất được sản xuất với số lượng lớn từ công nghệ biomass đang có những bước khởi đầu phát triển nhanh chóng nhằm thay thế dầu khí đắt đỏ, gây ô nhiễm trong các ngành kinh tế công nghiệp hóa.

Tuy nhiên quy trình này chiếm mất nhiều thời gian và nhiên liệu vẫn có chứa hàm lượng ôxi tương đối cao, làm giảm tỷ trọng năng lượng, khiến nó dễ bay hơi và có xu hướng đọng nước do hút ẩm trong không khí. Sản phẩm chưng cất cần được tách nhiên liệu ra khỏi nước và quy trình này lại đòi hỏi nhiều năng lượng.

Chính vì vậy, việc cải tiến công nghệ biomass sao cho quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học đơn giản và hiệu quả hơn đã thu hút sự chú ý của giới khoa học và đây cũng mối quan tâm chung của xã hội.

Triển vọng của nhiên liệu sinh học

Các chính trị gia Liên minh Châu Âu và Liên bang Hoa Kỳ đều nồng nhiệt ủng hộ nhiên liệu sinh học như một biện pháp giảm khí thải carbon dioxide (CO₂) và sự phụ thuộc vào việc nhập khẩu dầu lửa.

Các nhà khoa học Mỹ tin rằng nhiên liệu sinh học là một dạng nhiên liệu sạch hơn và có thể thay thế các loại nhiên liệu sản xuất từ dầu khí cho các phương tiện giao thông.Cả nhiên liệu sinh học lẫn nhiên liệu hoá thạch đều thải ra khí carbon dioxide (CO₂), loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính dẫn tới sự thay đổi khí hậu.

Carbon thải ra từ các loại nhiên liệu hoá thạch được thoát ra khỏi lòng đất sau hàng ngàn năm lưu giữ ở trong đó đã gây ra sự ô nhiễm không khí.

Tuy nhiên, trong các loại nhiên liệu sinh học, thực vật hấp thụ CO₂ ngoài không khí để phát triển và như thế khi nhiên liệu bị đốt, carbon lại được tái chế.

Ở Anh, các nhà nghiên cứu cho biết công nghệ hiện nay có thể chế tạo diesel sinh học không chỉ từ dầu cọ mà còn từ nhiều loại nguyên liệu trong đó có gỗ, cỏ dại và các loại túi nhựa.

Các chuyên gia cho rằng trong vòng sáu năm nữa nguồn nhiên liệu này có thể đáp ứng 30% nhu cầu diesel của toàn bộ nước Anh.

Jeremy Tomkinson thuộc trung tâm sản phẩm nông nghiệp phi thực phẩm quốc gia Anh quốc cho rằng thế hệ nhiên liệu sinh học mới này có thể đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau về nhiên liệu chứ không riêng gì xe hơi.

Theo nhà nghiên cứu James Dumesic, một giáo sư kỹ thuật sinh hoá, một người từng được nhiệt liệt hoan nghênh về công trình của ông về HMF, trước khi đưa công nghệ mới vào sản xuất thương mại thì cần phải có nhiều nghiên cứu sâu hơn nữa.

Nếu loại nhiên liệu sản xuất từ hoa quả và các loại cây thực vật như ngô, mía được sản xuất quy mô lớn ở Mỹ hay châu Âu thì biết đâu, đây lại là một cơ hội xuất khẩu thực phẩm lớn đối với các nước có thế mạnh về nông nghiệp như Việt Nam.