Lietuvos mokslininkai chirurgines kaukes verčia vandenilio prisotintomis dujomis

Kauno technologijos universiteto (KTU) ir Lietuvos energetikos instituto mokslininkai, siekdami sukurti chirurginių kaukių perdirbimo technologiją, tiria plazminio dujinimo, kaip ekologiško metodo, galimybes siekiant chirurginių kaukių atliekas paversti švarios energijos produktais.

Atlikę keletą eksperimentų, jie išgavo sintetines dujas, kuriose gausu vandenilio.

„Yra du būdai, kaip išgauti energiją iš atliekų – paversti kietas medžiagas skystu produktu arba dujomis. Dujinimas leidžia perdirbti didžiulius kiekius atliekų į sintetines dujas, kurios panašios į gamtines, tik yra kelių dujų mišinys (pavyzdžiui, vandenilio, anglies dioksido, anglies monoksido ir metano). Eksperimentų metu „žaidėme“ su šių sintetinių dujų sudėtimi ir atradome būdą kaip padidinti jose vandenilio koncentraciją, o kartu ir šiluminę vertę“, – sako Kauno technologijos universiteto Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto mokslininkas Samy Yousef.

Perdirbdami chirurgines kaukes, tyrėjai taikė plazminį dujinimą defektinėms FFP2 veido kaukėms, kurios prieš tai buvo susmulkintos iki vienodo dydžio dalelių, o tada paverstos granulėmis.

Didžiausia vandenilio išeiga gauta, kai S/C (garo ir anglies santykis) buvo 1,45. Apskritai gautų sinerginių dujų šiluminė vertė buvo 42 proc. didesnė nei gautų iš biomasės.

Patobulinta tradicinė atliekų tvarkymo technika

S. Yousefo tyrėjų komanda, sudaryta iš KTU ir Lietuvos energetikos instituto mokslininkų, atlieka tyrimus, susijusius su atliekų tvarkymu ir perdirbimu. Jie nuolat ieško atliekų, kurių yra didžiuliai kiekiai ir kurios turi unikalią struktūrą. Savo darbe jie atliko pirolizės eksperimentus su cigarečių nuorūkomis, panaudotomis vėjo turbinų mentėmis ir tekstilės atliekomis, kuriuos galima išplėsti ir komercializuoti. Vis dėlto, šį kartą chirurginių kaukių perdirbimui buvo pritaikytas kitoks metodas.

„Dujinimas yra tradicinis atliekų utilizavimo būdas. Skirtingai nuo pirolizės, kuri vis dar yra naujas ir tobulinamas metodas, dujinimui nereikia daug investicijų į infrastruktūros plėtrą. Plazminis dujinimas, kurį pritaikėme chirurginių kaukių skaidymui, reiškia, kad aukštoje plazmos sukurtoje temperatūroje, per kelias sekundes galime suskaidyti veido kaukes į dujas. Pirolizės atveju galutiniam produktui gauti prireikia iki valandos. Taikant pažangųjį dujinimą, procesas vyksta beveik akimirksniu“, – aiškina S. Yousefas.

Jis teigia, kad taikant pažangius dujinimo metodus, pavyzdžiui, plazminį dujinimą, sintetinėse dujose išgaunama didesnė vandenilio koncentracija (iki 50 proc.). Be to, plazminis dujinimas sumažina dervų kiekį sintetinėse dujose, todėl jų kokybė tampa geresnė.

Vandenilio prisotintų dujų šiluminė vertė aukštesnė

Pasak S. Yousefo, plazminis dujinimas yra vienas geriausių būdų sintetinėms dujoms, kuriose gausu vandenilio, išgauti.

„Vandenilis padidina sintetinių dujų šiluminę vertę“, – aiškina KTU mokslininkas.

Jis apibūdina skirtingas vandenilio rūšis: pilkasis gaunamas iš gamtinių dujų arba metano, žaliasis – iš žaliųjų šaltinių (pvz., elektrolizės), mėlynasis – panašiai, kaip pilkasis tik naudojant papildomas technologijas CO2 surinkimui.

„Gal galėtume savo vandenilį pavadinti juoduoju vandeniliu, nes jis gaminamas iš atliekų?“ – juokaudamas sako S. Yousef.

Plazminio dujinimo būdu 95 proc. žaliavos paverčiama dujomis. Likusieji produktai buvo suodžiai ir degutas. Atlikus analizę nustatyta, kad pagrindiniai junginiai surinktame degute buvo benzenas, toluenas, naftalenas. Pasak tyrėjų, jis gali būti naudojamas kaip švarus kuras įvairiose pramonės šakose, į aplinką išmetantis mažai anglies dioksido.

Suodžiai susiformavo paskutiniame plazminio dujinimo etape. Pagrindinis suodžių komponentas yra juodoji anglis, kuri gali būti plačiai naudojama energetikos, nuotekų valymo ir žemės ūkio srityse arba kaip kompozitų užpildas.

Tyrėjai mano, kad jų pasiūlytas chirurginių kaukių atliekų perdirbimo metodas turi didelį komercinimo potencialą. Pasak KTU tyrėjo S. Yousefo, pagrindinis eksperimento tikslas buvo gauti sintetines dujas, kuriose gausu vandenilio. Nors vandenilį įmanoma atskirti iš gautų sintetinių dujų, galima naudoti ir visą dujų mišinį. Net ir tokiu atveju, šių sintetinių dujų šiluminė vertė yra perpus didesnė nei pagamintų iš biomasės.

Aukščiau aprašytas tyrimas buvo publikuotas žurnalo „International Journal of Hydrogen Energy“ straipsnyje, kurį galima rasti čia.