Jump to content

BIOELECTROCATHODE το μέλλον των βιοκαυσίμων χάρη στον βιομηχανικό 3D εκτυπωτή


astrolabos

863 views

 Share

Tο BioElectroCathode είναι ένα καινοτόμο έργο που στοχεύει στην ανάπτυξη διεργασιών βιοηλεκτροσύνθεσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε μεθάνιο (CH4) ή αιθανόλη. Οι δύο βασικοί πυλώνες του έργου είναι η εφαρμογή τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης για την παραγωγή ηλεκτροχημικών βιοαντιδραστών και η ανάπτυξη μεθόδων παραγωγής των καθόδιων που είναι απαραίτητα για τη διαδικασία βιοηλεκτροσύνθεσης. Η όλη διαδικασία επιτρέπει τη μετατροπή του CO2 σε αέριο παρόμοιο με το βιοαέριο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Μπορεί η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης από την Omni3D να βοηθήσει στην παραγωγή των καυσίμων του μέλλοντος.
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων Πολωνίας-Κύπρου σε συνεργασία με την Omni3D εργάζεται σε μια τεχνολογία που στο μέλλον μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση τριών μεγάλων προβλημάτων των σημερινών ενεργειακών συστημάτων, που σχετίζονται με την αποθήκευση ενέργειας, τη σταθερότητα του δικτύου και τις εκπομπές CO2.
Το έργο BioElectroCathode στοχεύει να καινοτομήσει τη βιοκατάλυση των διαδικασιών βιοηλεκτροσύνθεσης με:

  • κατασκευή νέων καθόδων,
  • χρήση τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης για τη δημιουργία αντιδραστήρα MEBR (3D-Microbial Electrosynthesis Baffle Reactor) ικανός να μετατρέπει το CO2 σε μεθάνιο (CH4) ή αιθανόλη.

 

Τι είναι το έργο BioElectroCathode;
Στον τρισδιάστατο τυπωμένο βιοαντιδραστήρα, δημιουργούνται οι βέλτιστες συνθήκες για την ανάπτυξη βακτηρίων, τα οποία διεγείρονται από ένα μικρό ηλεκτρικό φορτίο που ρέει μέσα από τo καθόδιο και μετατρέπουν το CO2 σε μεθάνιο ή σε αιθανόλη.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση φτιάχτηκε με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχει την καλύτερη δυνατή ροή ρευστού για τη διαδικασία βιοηλεκτροσύνθεσης με ταυτόχρονο διαχωρισμό των αερίων που προκύπτουν:

 

BEC2.png

Φωτογραφία: Τομή τρισδιάστατου εκτυπωμένου MEBR (3D-Microbial Electro synthesis Baffle Reactor)


Ο φορέας ενέργειας που παράγεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να αποθηκευτεί, να διανεμηθεί και να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, ως καύσιμο σε οχήματα με αέριο καύσιμο ή σε διαδικασίες βιομηχανικής παραγωγής.
Η αρχή του μικροβιακού συστήματος ηλεκτροσύνθεσης φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:
 

Ποιες τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν για την εκτύπωση των βιοαντιδραστήρων;
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις κατά τη διάρκεια του έργου ήταν η προετοιμασία μιας πλήρους αυστηρής τρισδιάστατης εκτύπωσης, για να καλύψει τις απαιτήσεις του έργου BioElectroCathode. Ο στόχος ήταν επίσης να χρησιμοποιηθούν ελεγμένα και άμεσα διαθέσιμα θερμοπλαστικά υλικά, τα οποία στο μέλλον θα χρησιμεύουν για μαζική, ενεργειακά αποδοτική και σταθερή παραγωγή βιοαντιδραστών με αυξητική τεχνολογία.
Μετά από πολλές δοκιμές, χρησιμοποιήθηκαν νήματα ABS και CF-PA για τα μοντέλα και οι εκτυπώσεις δημιουργούνται σε βιομηχανικό τρισδιάστατο εκτυπωτή Factory 2.0 NET. Το σχήμα του αντιδραστήρα εξελίχθηκε κατά τη διάρκεια του έργου για να βελτιστοποιήσει πλήρως τη ροή ρευστού μέσα στον αντιδραστήρα:

 

BEC1_Omni3d...pngBEC_Omni3d..png
Φωτογραφία 3D εκτύπωσης: αντιδραστήρας MEBR 5 λίτρων (3D-Microbial Electrosynthesis Baffle Reactor)


Ο Factory 2.0 NET 3D εκτυπωτής εξοπλισμένος με σύστημα Omni3D Web Control επιτρέπει την απομακρυσμένη προβολή της τρισδιάστατης εκτύπωσης μέσω κάμερας και χάρη στη λειτουργία Omni3D AirCirculation παρέχει έλεγχο θερμοκρασίας της εκτύπωσης σε ολόκληρη την επιφάνειά της. Χάρη σε αυτά τα χαρακτηριστικά, η εργασία στο BioElectroCathode ήταν όχι μόνο πολύ πιο εύκολη, αλλά και πιο αποτελεσματική.
«Το επιστημονικό έργο βιοηλεκτροκαθόδου επέτρεψε στην Omni3D να εντοπίσει μια νέα εφαρμογή που είναι ακόμα άγνωστη υπό τυπικές βιομηχανικές συνθήκες. Από τη μία πλευρά, έχουμε επεκτείνει τις γνώσεις μας στον τομέα της ένωσης διαφορετικών πολυμερών υλικών, και δοκιμάσαμε τις επιπτώσεις της πίεσης και της θερμοκρασίας στο βαθμό συγκόλλησης των στρωμάτων μοντέλων. Από την άλλη, μπορέσαμε να δώσουμε μια λύση που ελπίζω να συμβάλει στο μέλλον στη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης στη Γη». σχολιάζει ο Pawel Robak, Διευθύνων Σύμβουλος της Omni3D
Οι βιοαντιδραστήρες είναι σχεδιασμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε η εκτύπωσή τους να πραγματοποιείται χωρίς τη χρήση υποστηριγμάτων. Χάρη σε αυτό, καθώς και με τη χρήση υψηλότερου στρώματος εκτύπωσης 0,3 mm, ο χρόνος παραγωγής του βιοαντιδραστήρα μειώνεται σημαντικά. Η τρισδιάστατη εκτύπωση επέτρεψε πολλαπλές αλλαγές και βελτιώσεις στο σχέδιο. Με την αλλαγή των παραμέτρων σχεδιασμού των μεμονωμένων στοιχείων του αντιδραστήρα, όπως το σχήμα ή το πάχος και ο βαθμός πυκνότητας, η δομή της τυπωμένης συσκευής μπορεί να χειριστεί εύκολα και, κατά συνέπεια, η λειτουργία του βιοαντιδραστήρα μπορεί να βελτιωθεί.
 
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για την τεχνολογία και το έργο στη σελίδα: www.omni3d.com

Το έργο BioElectroCathode πραγματοποιείται με την ακόλουθη συνεργασία:
1.    Κέντρο Έρευνας και Καινοτομίας Pro-Academy (Πολωνία)
2.    OMNI3D Sp. zo.o. (Πολωνία)
3.    Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου (Κύπρος)
4.    ENERES CPM Ltd (Κύπρος).

 

Scheme.png


 
 

Projekt-BioElectroCathode-biopaliwa-dzieki-drukarce-3D_MSi.png

  • Like 1
 Share

1 Comment


Recommended Comments

Έχω μεγάλο ταξίδι αύριο.

Κάτσε να ανοίξω τον εκτυπωτή από τώρα.

Link to comment

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
×
×
  • Create New...