劳伦斯——堪萨斯大学的科学家们正在现实生活中的变废为宝故事中发挥主导作用,为人类创造一个更加可持续的未来。
通过一项为期五年、耗资1000万美元的未来原料施密特科学虚拟研究所和食品与农业研究基金会(FFAR)的资助,将在威斯康星大学麦迪逊分校建立新的多机构生物质中矿物与金属氧化物去除中心(CMORE),堪萨斯大学将与其他大学、私营企业和国家实验室合作,开发一种工艺,将农业废弃物和城市固体废物(MSW)转化为农田养分和制造日常产品的可持续原料,这些废物通常会堆积在垃圾填埋场。
推动这一努力的原材料并不短缺。根据美国环境保护局保存的数据,2018年美国产生的2.92亿吨废物中,约有一半最终进入了垃圾填埋场。这些废物中含有可用于收集、通过研磨和化学处理分解并再次反复使用的构成模块或原料。
这种循环性——制造、使用、回收和再利用——可以减少垃圾填埋场的废物,这是堪萨斯大学环境友好催化中心及其合作伙伴在威斯康星大学麦迪逊分校、Anellotech公司、ADM公司、爱达荷国家实验室、密歇根理工大学、爱达荷大学和圣路易斯波托西大学的研究人员的目标。他们将共同开发一种工艺,对城市废物进行分类,分离出可用的植物基材料,并为制造产品设计可储存和运输的原料。在准备原料之前,将从原本会运往垃圾填埋场的废物中提取养分,用作土壤营养添加剂。一旦团队展示了原料制造工艺,就可以将其推广至各地区,以减少当地垃圾填埋场的使用和城市废物的运输成本。
“我们团队的目标是展示一种技术,该技术可以将从农业废弃物到城市固体废物等多种化学原料转化为固体颗粒,这些颗粒可以轻易加工成日常产品,”堪萨斯大学化学与石油工程杰出教授兼CEBC主任巴拉·苏布拉马尼安(Bala Subramaniam)表示,他将领导堪萨斯大学的项目。“成功解决这一挑战将彻底改变生物精炼厂,并将堪萨斯州等农业经济体转变为可持续的化学制造中心,造福子孙后代。”
CEBC的两家成员公司——ADM公司和庄信万丰公司——将为通过该项目开发的技术提供扩大规模的指导。
“庄信万丰公司很高兴通过支持施密特科学VIFF技术项目倡议,继续加深与CEBC的合作关系,”庄信万丰公司研发总监杰瑞·斯普林斯(Jerry Springs)表示。“我们相信,将生物质和城市固体废物通过热催化转化为低碳燃料、化学品和材料将在能源转型中发挥至关重要的作用。”
堪萨斯大学的CEBC在生物质转化为可再生化学品和材料领域处于研究领先地位,并与工业界有着广泛的合作经验,共同开发可持续的化学技术。该项目有助于实现施密特科学“改善地球和海洋生命,造福现在和未来”的使命,以及FFAR“从广义上审视美国农业,考虑其社会、环境和经济效益及影响,推动系统性变革”的使命。该项目还凸显了堪萨斯大学在地球、能源与环境领域的研究实力,这是该大学的五大战略研究主题之一。该领域的研究加深了人们对气候变化对人类和自然系统的影响维度的理解,并开发了促进脱碳的新技术,旨在维持地球及其居民的生命。
“这项研究将推动一个废物产品的循环经济,这对于建设一个可持续的未来至关重要,”研究副校长谢丽·胡克斯(Shelley Hooks)表示。“通过与大学、行业和基金会的研究合作,堪萨斯大学的研究人员可以创造可以立即采用并对环境和经济产生积极影响的解决方案。”
环境友好催化中心是一个多部门研究中心,致力于通过多样性保护地球、促进繁荣和丰富学术成果。