Sơ đồ phác thảo hoạt động của hệ thống EBR
Với mục đích tạo ra nguồn nhiên liệu phục vụ tại chỗ cho các hoạt động quân sự và những vùng xa xôi gặp khó khăn trong việc đảm bảo cung cấp hậu cần, phòng thí nghiệm quốc gia Argonne trực thuộc Bộ năng lượng Hoa Kỳ đã phát triển một thiết bị cung cấp nhiên liệu sinh học đặc biệt có tên Endurance Bioenergy Reactor (tạm dịch là lò phản ứng nhiên liệu sinh học dã chiến - EBR). Theo các kết quả được công bố thì hệ thống EBR có thể tận dụng nguồn thức ăn và dầu dư thừa trong quá trình đun nấu hoặc chất thải từ nhà vệ sinh. Sau đó nó sẽ thực hiện quá trình tổng hợp để chuyển chúng thành chất đốt trực tiếp cho các động cơ và máy phát điện. Được biết, mỗi ngày một lò EBR có thể tạo ra từ 94,6 đến 189,2 lít nhiên liệu nếu nguồn cung được đáp ứng đủ.
Nguyên tắc hoạt động
Quá trình chuyển hóa chất thải thành nhiên liệu hữu ích trong các lò EBR được thực hiện nhờ một loại vi khuẩn có khả năng quang hợp. Giống như những sinh vật cùng loại, vi khuẩn trên có khả năng sinh sản nhanh chóng do cơ chế tự phân chia của chúng. Số lượng khồng lồ của chủng vi khuẩn sẽ kết hợp các enzyme thực vật từ nguyên liệu đầu vào và các cơ quan hấp thụ ánh sáng trong cơ thể chúng để chuyển chất thải thành các loại rượu alcohol cao phân tử (cấu tạo hóa học gồm một dãy dài hydrocarbon). Người ta gọi quá trình tổng hợp như vậy là phản ứng vi khuẩn-thực vật (plant-bacterial reaction). Do cơ chế thẩm thấu một chiều của màng tế bào, các vi khuẩn không hấp thụ mà sẽ đẩy phân tử rượu vào bộ phận lưu trữ trung gian. Sau đó người ta lấy chúng ra và sử dụng như chất đốt thông thường trong động cơ diesel mà không cần qua quá trình tinh chế.
Khả năng sinh nhiên liệu
Theo nhóm nghiên cứu, mỗi thiết bị EBR có thể cho ra từ 94,6 đến 189,2 lít alcohol mỗi ngày. Loại nhiên liệu sinh học này có thể dùng để trộn lẫn với diesel tạo thành một hỗn hợp chất đốt mới hoặc sử dụng trực tiếp cho các động cơ đốt trong và máy phát điện. Ước tính nếu dùng lượng nhiên liệu trên để chạy một máy phát thì một ngày điện năng nó tạo ra có thể sạc đầy pin của 60 xe điện với công suất chạy 80 km/một lần nạp.
Khả năng ứng dụng
Một trong những điểm đáng chú ý nhất trên hệ thống EBR là sự đơn giản và gọn nhẹ trong thiết kế của chúng. Nhờ đó các lò phản ứng rất cơ động khi cần triển khai ở những vùng chiến sự hoặc các địa điểm xa xôi nhưng lại thiếu hệ thống giao thông để có thể cung cấp đầy đủ các nhu cầu. Bên cạnh đó, nó sẽ tận dụng được nguồn chất thải dư thừa, vì thế chúng ta có thể vừa rút tiết kiệm chi phí sản xuất lại vừa tránh làm ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, do không có nhiều sự khác biệt giữa phiên bản cho hoạt động quân sự và dân sự nên nó có thể được sản xuất hàng loạt trong thời gian ngắn. Một trong những khó khăn lớn nhất trong dự án của Argonne là giá thành các sản phẩm còn tương đối cao. Tuy nhiên các nhà khoa học cho biết với khoản đầu tư 2 hoặc 3 triệu USD từ chính phủ Hoa Kỳ trong những năm tới, họ sẽ nhanh chóng cải tiến công nghệ và thời điểm các thiết bị EBR thương mại xuất hiện không còn xa nữa.
Nguồn: phòng thí nghiệm quốc gia Argonne (Hoa Kỳ)
