Việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu bền vững cho ngành hàng không đang trở thành một thách thức lớn. Hiện tại, máy bay không thể sử dụng pin do trọng lượng quá nặng, khiến nhiên liệu hóa thạch truyền thống trở thành lựa chọn khả thi nhất.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois Urbana-Champaign (Mỹ) đã phát hiện ra một giải pháp tiềm năng: sản xuất nhiên liệu máy bay phản lực từ chất thải thực phẩm.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Sustainability, nhóm nghiên cứu đã mô tả quy trình hóa lỏng thủy nhiệt (HTL) để chuyển đổi chất thải thực phẩm thành dầu thô, sau đó có thể tinh chế thành nhiên liệu máy bay phản lực. Công nghệ HTL mô phỏng quá trình hình thành dầu thô tự nhiên, nhưng nhanh hơn nhiều so với hàng thiên niên kỷ mà quá trình tự nhiên yêu cầu.

Quá trình xử lý dầu thô bao gồm chưng cất để loại bỏ tạp chất, sau đó trải qua các bước như thủy phân cracking (hydrocracking) với chất xúc tác sắt-zeolit và xử lý hydro trên paladi. Kết quả tạo ra sản phẩm chứa 70,5% hydrocacbon vòng, có giá trị nhiệt lượng cao hơn nhiên liệu Jet A và điểm đóng băng -60 độ C, so với -40 độ C của Jet A. Đặc biệt, nhiên liệu này đạt độ khử oxy 98% và loại bỏ hoàn toàn lưu huỳnh, đáp ứng các tiêu chuẩn về điểm chớp cháy và độ nhớt cho ngành hàng không.

Chưa thể sẵn sàng trở thành nhiên liệu thực tế

Mặc dù hứa hẹn, nhiên liệu HTL hiện vẫn chưa sẵn sàng cho ứng dụng thực tế. Hiện tại, quy trình chỉ có thể sản xuất một lượng nhỏ để thử nghiệm và cần được mở rộng để đáp ứng nhu cầu thương mại. Hơn nữa, quy trình cần phải tiết kiệm hơn, vì chi phí hiện tại có thể tăng cao, đặc biệt khi xử lý sản phẩm phụ độc hại từ HTL.

Việc thu gom và vận chuyển chất thải thực phẩm đến cơ sở xử lý cũng gặp nhiều khó khăn, do phần lớn chất thải này thường được đổ vào bãi chôn lấp hoặc nhà máy xử lý. Một giải pháp khả thi có thể là sử dụng nước thải đã qua xử lý cho quy trình HTL, cho thấy tính đa dụng của chất thải thực phẩm như một nguồn tài nguyên.

Ngoài ra, các nhóm nghiên cứu khác đang khám phá việc sử dụng vi sinh vật để biến chất thải thực phẩm thành phân bón sinh học giàu dinh dưỡng, trong khi Nhật Bản đang phát triển công nghệ biến thức ăn thừa thành thực phẩm có thể ăn được. Mặc dù những nghiên cứu này chưa thể tạo ra nhiên liệu máy bay phản lực có thể đốt được, nhưng chúng có thể góp phần đáng kể vào việc giảm lượng khí thải carbon trong tương lai.