当美国人打开水龙头时,他们依靠公共处理系统来确保水可以安全饮用。公共供水系统每分钟向美国家庭和企业泵送超过2700万加仑的过滤加仑水。称为絮凝剂的化学物质在去除水中的沉积物方面起着重要作用。

到目前为止,大多数絮凝剂都是石油基的。美国能源部(DOE)国家可再生能源实验室(NREL)的新专利技术使得从生物质中生产絮凝剂成为可能,从而提供了一种环境可持续且具有成本竞争力的替代方案。

最近,玛氏材料获得了独家许可,使用NREL的可再生丙烯腈(ACN)技术生产用于商业用途的聚丙烯酰胺絮凝剂。

NREL化学工程师和ACN项目负责人Eric Karp 说:

“行业拿起我们的发明并与之一起运行,这就是使这项研究有价值的原因,为玛氏提供将可再生ACN引入市场的工具意味着这种清洁,可持续的技术可以使大量企业,社区和地球受益。“

玛氏是一家生产低成本、碳负化学品和材料的初创公司,它将使用NREL的ACN技术,从捕获的二氧化碳(CO2)和玉米生物质中生产丙烯酰胺。

除了通过使用可再生原料使环境受益外,可再生硝化工艺还比用于生产石化丙烯酰胺的方法具有更高的产量,更安全,更节能。

“全球每年生产超过70亿公斤的ACN,几乎完全来自化石燃料原料。硝化提高了生产效率,降低了这种重要材料的成本。”玛氏材料公司首席执行官 Aaron Fitzgerald 说。

同时,NREL ACN 技术通过使用较便宜的催化剂和简单的反应器配置,最终使生物基丙烯腈具有成本竞争力。国内采购的生物原料提供的价格稳定性在动荡的国际石化市场中几乎是不可能找到的。

NREL技术也提高了ACN生产的安全性。NREL创新是一种结合生物和化学转化的混合工艺,完全消除了传统石油基ACN生产方法中涉及的危险高温和有毒副产物。

玛氏还获得了一个非排他性的选择,以探索在碳纤维生产中使用NREL ACN技术。该材料的强度、重量、耐温性和耐化学性使其成为当今车辆和飞机中常用金属的理想替代品。

由于轻量化,用碳纤维代替钢和铝制造汽车可以将燃油经济性提高近50%,并将温室气体排放量减少多达40%。

除碳纤维和絮凝剂外,ACN还用于制造塑料,衣服和地毯的丙烯酸纤维以及橡胶。许可证仍可用于将NREL硝化技术商业化,以用于这些应用和其他应用。

NREL的可再生硝化技术,还获得了联邦实验室联盟(FLC)中部大陆地区杰出技术发展奖和科罗拉多州CO-Labs州长奖的认可。

新的ACN技术由美国能源部生物能源技术办公室资助,并与NREL领导的可再生碳纤维联盟共同开发。

该实验室继续与其他财团合作伙伴合作开展该领域的创新,包括橡树岭国家实验室,爱达荷国家实验室,Biochemtex,嘉吉,DowAksa,福特汽车公司,庄信万丰,MATRIC,科罗拉多大学博尔德分校,科罗拉多矿业学院和密歇根州立大学。

美国能源部 Energy I-Corps 支持NREL发明家进行可再生ACN技术的市场研究,客户发现和商业模式开发工作。技术经济研究和分析导致NREL将该技术授权给 Mars Materials。

人们认为,这项技术最终可能会有一个70亿美元的市场,想到像这样的清洁技术可以对环境产生如此巨大的影响,真是令人兴奋。