Chimiștii români au descoperit o metodă inovatoare de a produce hidrogen utilizând firimituri provenite din risipa alimentară. Procesul combină fermentația bacteriană cu cataliza metalică, transformând deșeurile alimentare în surse de hidrogen compatibile cu utilizarea industrială. Analizele preliminare indică faptul că această metodă este, în total, carbon-negativă, deschizând posibilitatea de a înlocui combustibilii fosili în reacțiile chimice utilizate pe scară largă.
Transformarea deșeurilor în energie curată
Producția de hidrogen din firimituri reprezintă o soluție sustenabilă pentru reducerea poluării. În proces, microbii, în special bacteria E. Coli, descompun carbohidrații din resturile de pâine, generând glucoză, care apoi este folosită pentru a produce hidrogen. Întregul proces se desfășoară la temperaturi moderate, într-un mediu apoasă, fără a afecta celulele microbiene.
Stephen Wallace, unul dintre cercetători, explică: „Principala provocare a fost găsirea unui catalizator care să funcționeze într-un sistem viu, în apă, la temperaturi moderate și fără a afecta celulele. A trebuit să echilibrăm ambele componente: un catalizator stabil într-un mediu biologic complex și microorganisme care să rămână active.” În condiții controlate, rezultatele au fost încurajatoare, obținându-se un randament de peste 90%.
Această tehnică nu doar că valorifică deșeurile alimentare, ci și contribuie la reducerea semnificativă a emisiilor de gaze cu efect de seră, fiind estimată o scădere de circa trei ori față de metodele tradiționale bazate pe combustibili fosili.
Firimiturile, o resursă schimbătoare pentru industria chimică
Pentru a face procesul mai eficient și mai accesibil, cercetătorii au trecut la utilizarea firimiturilor de pâine în locul glucozei, înlocuind astfel resursele scumpe cu deșeuri alimentare obișnuite. Enzimele microbiene au fost modificate genetic pentru a facilita descompunerea carbohidraților complexi din firimituri, accelerând astfel procesul de sinteză.
Rezultatele au arătat o reducere de până la trei ori a emisiilor de gaze cu efect de seră comparativ cu metodele convenționale. Impactul asupra mediului a fost măsurat și a indicat o scădere de peste 135% a efectului de încălzire globală, plasând această metodă pe un parcurs prospectiv de a deveni o alternativă mai ecologică pentru producția de hidrogen.
Cercetătorii lucrează, în prezent, la extinderea paletei de deșeuri biologice utilizate și la creșterea eficienței procesului. Deși încă nu atinge nivelul de eficiență al tehnologiilor industriale actuale, această abordare deschide noi fronturi pentru o industrie chimică mai sustenabilă, în special pentru reacțiile care necesită hidrogen.
Stephen Wallace subliniază: „Pentru a deveni o metodă industrializabilă, trebuie să îmbunătățim eficiența, să extindem sistemul biologic și să dezvoltăm catalizatori mai stabili și mai accesibili.” În prezent, cercetările continuă, iar rezultatele din studiul publicat în revista Nature Chemistry oferă o perspectivă clară asupra potențialului acestei tehnologii.
Recent, această metodă a fost testată și pe alte tipuri de deșeuri biologice, cum ar fi cojile de alune, deschizând posibilitatea reutilizării a unei game largi de materiale considerate până acum inutile pentru producția de energie. În plus, unii cercetători explorează utilizarea acidului din struguri pentru reciclarea metalelor din baterii, ceea ce indică un efort extins de a valorifica deșeurile organice și anorganice în scopuri energetice și industriale.
Pentru moment, cercetarea își continuă drumul, dar rezultatele obținute de echipa de la Universitatea din Cluj arată clar: risipa alimentară nu mai trebuie văzută doar ca o problemă, ci și ca o resursă departe de a fi epuizată, capabilă să contribuie la o economie mai circulară și mai responsabilă din punct de vedere ecologic.
În data de 15 martie 2023, echipa de cercetare a anunțat că intenționează să extindă studiile pentru a testa procesul pe un volum mai mare de deșeuri și pentru a dezvolta catalizatori mai durabili, cu scopul de a ajunge în curând la o variantă comercială.
