Résumé graphique. Crédit :iScience (2022). DOI :10.1016/j.isci.2022.104916
Alors que les prix de l'essence montent en flèche et que les prix des aliments pèsent sur les budgets familiaux, une équipe interdisciplinaire de chercheurs de WPI cherche des moyens d'utiliser les déchets alimentaires pour remplacer le carburant diesel à base de pétrole par un carburant renouvelable et plus abordable. Les travaux, dirigés par le professeur de génie chimique Michael Timko, sont détaillés dans un nouvel article de la revue iScience .
"En créant un biodiesel grâce à cette méthode, nous avons montré que nous pouvions faire baisser le prix de l'essence à 1,10 $ le gallon, et potentiellement encore plus bas", a déclaré Timko.
L'Environmental Protection Agency estime qu'en 2018 aux États-Unis, environ 81 % de la nourriture des ménages, soit environ 20 tonnes, s'est retrouvée dans des décharges ou des installations de combustion. Les déchets alimentaires sont également un contributeur majeur au changement climatique :une fois mis en décharge, ils émettent du méthane, un gaz à effet de serre.
Timko a déclaré :"La conversion des déchets alimentaires en diesel a également le potentiel de compenser jusqu'à 15,3 millions de tonnes de CO2 chaque année, réduisant les émissions de gaz à effet de serre aux États-Unis de 2,6 %."
Le travail fait partie d'un projet pluriannuel soutenu par le ministère de l'Énergie, la National Science Foundation et le Massachusetts Clean Energy Center, et il s'appuie sur et affine des recherches précédemment publiées en 2018. Timko et son équipe se sont maintenant concentrés sur la recherche un moyen de rendre le processus de conversion plus facile à mettre à l'échelle et à mettre sur le marché commercial.
Pour fabriquer le carburant, les chercheurs ont utilisé un processus appelé liquéfaction hydrothermale, qui utilise la chaleur et l'eau pour décomposer les déchets alimentaires en un liquide. C'est une méthode qui a été largement utilisée pour convertir d'autres matériaux en biocarburant, y compris les algues. Cependant, l'utilisation des déchets alimentaires élimine le besoin de faire pousser et de cultiver des algues - un processus coûteux et long - tout en conduisant à des résultats similaires pour la quantité de carburant extraite. L'équipe a également utilisé un catalyseur composé d'un minéral naturellement présent dans les os pour extraire jusqu'à 30 % d'énergie en plus des déchets alimentaires.
Professeur adjoint Andrew Teixeira et Ph.D. Heather LeClerc, étudiante, a également joué un rôle clé dans la recherche. LeClerc a passé l'année dernière à mener des recherches au Danemark, dans le cadre d'une bourse Fulbright, et est au milieu d'une bourse de recherche NSF de trois ans.
Pour ce dernier travail sur les déchets alimentaires et les biocarburants, LeClerc a également travaillé avec le Woods Hole Oceanographic Institute à Cape Cod pour mieux comprendre les biobruts que l'équipe WPI produisait, en utilisant l'équipement que les chercheurs de Woods Hole utilisent normalement pour déterminer comment un déversement de pétrole affecte l'environnement océanique et le modifie au fil du temps.
Les chercheurs poursuivront leurs efforts pour affiner encore plus le carburant et développeront des moyens d'utiliser le processus pour fabriquer du mazout domestique et du diesel marin pour propulser les navires. Réduire les déchets, l'utilisation de combustibles fossiles et les émissions de gaz à effet de serre en transformant les aliments inutilisés en biocarburant