เชื้อเพลิงไก่อาจไม่มีกลิ่นเหม็น โดย LINA ZELDOVICH | เผยแพร่เมื่อ 25 พ.ย. 2564 8:00 น. สิ่งแวดล้อมศาสตร์ ไก่งวงที่ฟาร์ม
วันหนึ่ง ไก่งวงวันขอบคุณพระเจ้าของเราอาจถูกปรุงด้วยมูลสัตว์ปีกอย่างอร่อย Magda Ehlers จาก Pexels
ต่อไปนี้เป็นข้อความที่ตัดตอนมาจากThe Other Science Dark Matter: The Science and Business of Turning Waste into Wealth and Healthโดย Lina Zeldovich
เป็นอีกวันที่อากาศร้อนในทะเลทรายเนเกฟของอิสราเอล
และนักวิจัยหลายคนจากมหาวิทยาลัย Ben-Gurion ได้จัดตั้งห้องส้วมภาคสนาม โดยพื้นฐานแล้ว ฝารองนั่งชักโครกติดอยู่บนโครงโลหะที่มีช่องใส่ถุงพลาสติกอยู่ข้างใต้ องคมนตรีชั่วคราวนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่อำนวยความสะดวกน้อยที่สุด ซึ่งมักใช้เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำงานในที่ห่างไกลซึ่งไม่มีแม้แต่รถยนต์แบบพกพาและนอกบ้าน หรือเมื่อระบบนิเวศโดยรอบ เปราะบางเกินกว่าจะแปรรูปของเสียของมนุษย์ แต่ในกรณีนี้ โถส้วมเองก็เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาวิจัย การวิจัยมุ่งเน้นไปที่เนื้อหาของห้องน้ำและศักยภาพในการเสริมสร้างอารยธรรมมนุษย์ กล่าวง่ายๆ ว่านักวิทยาศาสตร์ต้องการดูว่าพวกเขาสามารถแปลงอึเป็นถ่านหินได้หรือไม่
เมื่อติดตั้งโถสุขภัณฑ์แล้ว ผู้คนจำนวนมากใช้ห้องน้ำนี้ทุกวัน โดยเก็บอุจจาระไว้ในกระเป๋า “เราเรียกพวกเขาว่าอาสาสมัครอึ” Amit Gross หัวหน้าภาควิชาอุทกวิทยาและจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมที่ Ben-Gurion กล่าว ซึ่งทีมงานมุ่งเน้นไปที่วิธีเปลี่ยนขยะให้เป็นทรัพยากร ในตอนท้ายของแต่ละวัน วัตถุที่เก็บรวบรวมจะถูกให้ความร้อนในหม้อนึ่งความดันเพื่อฆ่าเชื้อโรค และทำให้นักวิจัยปลอดภัยในการทำงานด้วย สวมหน้ากาก ถุงมือ และเสื้อกาวน์แล็บ นักเรียนบดมูลมูลแห้งในเครื่องบดแบบกลไก เพื่อลดปัจจัย yuck กรอสกล่าว “เมื่อถูกบดเป็นผงแล้ว ก็ใช้งานได้ง่ายขึ้น” เขาอธิบายความท้าทายของโครงการของพวกเขา “เนื้อหานี้ค่อนข้างน่ารังเกียจสำหรับผู้คน แต่ในรูปแบบแหลกลาญคุณลืมไปว่าคุณกำลังเผชิญกับอะไรอยู่”
เมื่อเรื่องถูกทำให้เป็นผงสีน้ำตาลเข้ม การทดลองจริงก็เริ่มขึ้น นักวิจัยผสมผงแห้งกับน้ำ ปั้นเป็นก้อนเล็กๆ บรรจุลงในเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 50 มิลลิลิตรในห้องปฏิบัติการ 9 เครื่อง ซึ่งได้รับการออกแบบมาให้ทำงานภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง และเริ่มทำอาหารอึ
พ่อครัวชอบทดลองสูตรอาหารเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
และนักวิจัยของ Ben-Gurion ก็ไม่มีข้อยกเว้น พวกเขาทดลองกับเวลาและอุณหภูมิในการปรุงอาหารที่หลากหลาย พวกเขาทำให้แบทช์ร้อนขึ้นเป็น 180C, 210C และ 240C พวกเขาปล่อยให้บางส่วนเคี่ยวเป็นเวลา 30 นาที บ้างเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงและอีกสองชั่วโมง ทว่าทุกกระบวนการมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน—ถูกปรุงด้วยน้ำแต่ไม่มีออกซิเจน
เรียกว่าไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชันหรือ HTC วิธีการนี้ผลิตไฮโดรชาร์ ซึ่งเป็นสารละลายสีน้ำตาลและอนุภาคชีวมวลที่เรียกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกเผาไหม้ ไม่เหมือนถ่านหรือถ่านไบโอชาร์ที่ทำโดยการเผามวลชีวภาพแห้ง hydrochar จะถูกเคี่ยวในน้ำ เนื่องจากไม่มีการใช้ความร้อนในการระเหยน้ำ วิธีนี้จึงใช้พลังงานในการผลิตน้อยลง “การกำจัดน้ำเป็นพลังงานที่มีราคาแพง” กรอสอธิบาย “การปล่อยให้น้ำเข้าและใช้แรงดันที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่ต่ำลง เราใช้พลังงานน้อยลงมาก”
สารละลายไฮโดรชาร์นั้นใช้ได้สองครั้ง อนุภาคสามารถแยกออกเป็นผงที่มีคุณสมบัติการเผาไหม้เหมือนถ่านหินและสามารถป้อนเข้าไปในเตาเผาอุตสาหกรรมของโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง และของเหลวสามารถใช้เป็นปุ๋ยอินทรีย์ได้อย่างปลอดภัยเนื่องจากไม่มีเชื้อโรคใดที่สามารถอยู่รอดได้ในการปรุงอาหาร
เหตุผลที่ไฮโดรชาร์เผาไหม้เหมือนถ่านหิน เพราะมันก่อตัวในลักษณะเดียวกัน เงื่อนไขที่ทีม Ben-Gurion ใช้เพื่อเลียนแบบสภาพทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นภายในโลกซึ่งนำไปสู่การสร้างเชื้อเพลิงฟอสซิลในระดับหนึ่ง เชื้อเพลิงฟอสซิลมีชื่อมาจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตและพืชโบราณ—ตายและฝังไว้ใต้ชั้นอินทรียวัตถุอื่นๆ หลายชั้น การสะสมของถ่านหินเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 300 ล้านปีก่อนในช่วงยุคคาร์บอนิเฟอรัสเมื่อโลกถูกปกคลุมด้วยป่าทึบ เมื่อน้ำทะเลท่วมผืนป่าเป็นครั้งคราว ขังต้นไม้และพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำที่เป็นแอ่งน้ำ พืชเหล่านั้นก็ถูกฝังไว้ใต้ต้นไม้หลายชั้น ซึ่งกลายเป็นพรุพรุ ชั้นพืชที่ซ้อนอยู่เรื่อย ๆ ดันวัสดุพืชให้ลึกลงไปในดิน
การจู่โจมของกรอสใน “ธุรกิจทำอาหารเหลือทิ้ง” เริ่มต้นด้วยขยะอุตสาหกรรมสัตว์ปีก ฟาร์มสัตว์ปีกทั่วโลกกำจัดขยะมูลฝอยระหว่าง 625 ถึง 938 ล้านเมตริกตันต่อปี ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา ครอกสัตว์ปีกมีคาร์บอนและไนโตรเจนสูง ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่จำเป็นสำหรับการผลิตพลังงาน และเมื่อเทียบกับมูลโคที่สามารถกระจายออกไปในทุ่งหญ้าได้ มูลสัตว์ปีกจะถูกสะสมอยู่ภายในกรง มันเป็นขยะรูปแบบที่น่าสนใจ ดังนั้นทีมงานจึงรวบรวมมูลจากฟาร์มใกล้เคียง บดให้เป็นผงด้วยครกและสาก แล้วปรุงให้สุก—แห้ง เปียก อุณหภูมิต่างกัน และอื่นๆ วิเวียน เมา นักวิจัยอีกคนหนึ่งของโครงการกล่าวว่า ไฮโดรชาร์ที่ได้จากการพิสูจน์นั้นคล้ายกับถ่านหินมากจนสามารถส่งไปยังโรงไฟฟ้าได้ทันที มันมาในรูปแบบผงแล้ว ซึ่งพืชจำนวนมากชอบเพราะว่าถ่านหินเป็นผง Mau กล่าวว่า “มันเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะสามารถเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ในขณะนี้”
Hydrochar สามารถอัดเป็นก้อนสำหรับทำอาหารและย่างได้ ทีมงานของเธอต้องการทำบาร์บีคิวมูลไก่สักวันหนึ่ง พวกเขาต้องการย่างนกบนไฮโดรชาร์ที่ทำมาจากมูลของมันเอง—และกินมัน ตามทฤษฎีแล้ว ไก่งวงวันขอบคุณพระเจ้าสามารถย่างบนมูลที่ผลิตได้ตลอดอายุขัย และอาจมีกลิ่นหอมอีกด้วย Mau คิด เมื่อเผาไหม้ ไฮโดรชาร์จะไม่สร้างกลิ่นเหม็น แต่ให้กลิ่นหอม “กลิ่นกาแฟ” เธอกล่าว มันน่าสนใจที่จะดูว่าไก่งวงจะออกมามีกลิ่นเหมือนถ้วยแห่งความสุขตอนเช้าของคุณหรือไม่
ตามคณิตศาสตร์ของทีม มูลสัตว์ปีกของโลกสามารถทดแทนถ่านหินที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล และของเหลวสามารถส่งไปยังทุ่งเกษตรกรรม—ไม่ต่างจากที่มันถูกสูบไปยังฟาร์มบำบัดน้ำเสียที่ประสบความสำเร็จใน ศตวรรษที่ 19 และ ปราศจากเชื้อโรคโดยสิ้นเชิง
แต่มูลมนุษย์สามารถเอาชนะมูลนกได้ด้วยศักยภาพในการสร้างพลังงาน ต่างจากนกที่กินอาหารจากพืชมากกว่า มนุษย์มีอาหารที่หลากหลายมาก ทำให้มีน้ำมันในอุจจาระมากขึ้น ซึ่งช่วยให้การเผาไหม้ “เรากินไขมันเป็นจำนวนมาก นั่นอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เราลงเอยด้วยอุจจาระมัน และนั่นทำให้คุณสมบัติของมันเปลี่ยนไป” กรอสกล่าว นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมศักยภาพด้านพลังงานในวัสดุของมนุษย์จึงสูงกว่าในมูลไก่ “ของเสียจากมนุษย์เป็นวัสดุที่น่าสนใจในการทำงานด้วย” กรอสกล่าว มันมีแนวโน้มมากกว่าปุ๋ยคอกทั่วไปของคุณ และยังสามารถ”ปรุง”พลังงานรูปแบบอื่นได้อีกด้วย
