Biogas- och vätgasproduktion trimmas med membraner

Att producera biobränslen från fruktavfall är en bra lösning för att skapa billig energi på ett miljövänligt sätt. Men det är svårt att få till en effektiv produktion. Forskaren Julius Gbenga Akinbomi vid Högskolan i Borås visar i sin avhandling att membraner hjälper processen att ta fart. Nästa steg blir att presentera forskningsresultaten för Nigerias regering och visa på hur man kan skapa effektiva biogasanläggningar genom att ta tillvara på avfall.

De mikroorgansimer som är bäst på att producera vätgas och biogas är också känsliga, till exempel för doften av frukt. Doften är till och med giftig för dem. Därför brukar effektiviteten i vätgas- och biogasproduktion från fruktavfall vara ganska låg. Men om mikroorganismerna skyddas av membraner blir effektiviteten mångdubbelt bättre.

– Som alla nog vet står världen inför stora utmaningar just nu när det gäller att komma tillrätta med klimatförändringarna, säger Julius Gbenga Akinbomi. I mitt hemland Nigeria saknar de flesta invånarna elektricitet. Dessutom har vi problem med miljöförstörelse från avfall som bränns eller slängs i vattendrag eller deponier. Andra använder farliga generatorer inomhus, med risk för koloxidförgiftning. Samtidigt finns det gott om avfall som inte används. Jag vill skapa effektiva biogasanläggningar som tar vara på avfallet och ger folk el. Mitt nästa steg är att presentera mina rön för regeringen, så att vi kan planera för att börja bygga anläggningarna!

Fokuserat på fruktavfall

Han berättar entusiastiskt om hur biogasanläggningar kan införas både på kommunal nivå och för så små enheter som enskilda hushåll. De producerar antingen vätgas eller metan, gaser som används som fordonsbränsle, för att driva spisar eller elförsörjning. Ett lufttätt kärl med en öppning för att fylla på med organiskt avfall och en för gas, är i princip det enda som behövs.

– Lägg avfall i kärlet och vänta någon vecka, så kommer du att märka att gas produceras. I min forskning har jag fokuserat på fruktavfall, eftersom det är så vanligt förekommande och lättillgängligt. Men det där med doften från frukten gör att mikroorganismerna förstörs och inte alls producerar så mycket som de skulle kunna. I mina första experiment med vätgasproduktion från fruktavfall utan att använda membran, fick jag bara 30 procent av den teoretiskt möjliga gasproduktionen.

Med hjälp av små påsar av membran av polyvinyldifluorid (PVDF), som känns ungefär som plastat papper, kan fruktlukten hållas på avstånd från mikroorganismerna. Det beror på att PVDF drar till sig vatten, och att vatten är något som stöter bort fruktlukten.

– Jag har testat en mängd olika varianter av fruktavfall och kombinationer med tryck, temperatur och pH. Enligt mina mätningar kan membranen skydda gasproduktionen och göra den mycket mer effektiv. Vi kan producera både vätgas och metan.

Nigeria ett land med stora utmaningar

Det räcker att en liten del av mikroorganismerna ligger skyddade i membran, för att de ska fungera som katalysatorer och göra hela processen mycket mer effektiv.Tanken är att vätgas inom den närmaste framtiden kan användas till fordonsbränsle och produktion av kompositer som ammoniak, syntesgas (koloxid och vätgas) och hythane (naturgas med inblandad vätgas), ska produceras i stor skala, medan metan redan nu kan spridas för både små- och storskalig användning.

Efter disputationen reser Julius Gbenga Akinbomi tillbaka till Nigeria för att fortsätta forska, och för att arbeta på ett förslag till regeringen om hur hans rön kan användas. Han har också idéer om hur kunskapen om metoderna kan spridas i det stora och extremt folkrika landet.

– Vi måste använda våra naturresurser på ett hållbart och klokt sätt, säger han. Den här metoden bidrar inte till ökad växthuseffekt, utan förbättrar i stället miljön. Det gynnar förstås alla i hela världen, men är särskilt viktigt för ett land med sådana utmaningar som Nigeria, med utmaningar som en allt värre energikris och ineffektiv avfallshantering. Nu blir det möjligt att göra sig av med avfall och samtidigt få tillgång till billig el!

Fakta:

Avhandlingen: “Fermentative hydrogen and methane productions using membrane reactors”
Av doktoranden Julius Gbenga Akinbomi vid Högskolan i Borås
Handledare: Mohammad Taherzadeh, professor vid Högskolan i Borås
Disputation: 28 oktober kl 10.00, Högskolan i Borås, Allégatan 1, rum E310.

Kontakt
Julius Gbenga Akinbomi, E-post: julius.akinbomi@hb.se, Tfn: 0727-89 18 28