Bắp, mía đường lâu nay là nguồn nguyên liệu chủ chốt để sản xuất nhiên liệu sinh học, nhất là ethanol. Tuy nhiên, trước những lo ngại về nguy cơ khan hiếm lương thực do ngày càng nhiều diện tích đất nông nghiệp được dùng để canh tác cây nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học, nhiều công ty chuyển sang dùng tảo và các loại cây ra hoa, hoặc rác nông nghiệp. Mới đây, các nhà nghiên cứu phát hiện thức ăn thừa, sữa bị hư, sinh vật chết và rau củ bỏ đi…, gọi chung là rác hữu cơ, vốn rất dồi dào nếu biết cách xử lý cũng có thể trở thành nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Phó Giáo sư Masayuki Onodera, chuyên ngành hóa và công nghệ sinh học ứng dụng ở Viện Công nghệ Nigata (Nhật Bản) cho biết khí hyđrô có đủ khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch như than đá và dầu mỏ. Nhưng làm thế nào để sản xuất nhiên liệu hyđrô với giá rẻ đó mới là vấn đề. Vốn có người bạn làm nghề vận chuyển sữa bò vữa đem đến lò thiêu hủy, ông nảy ra ý tưởng dùng loại thực phẩm bỏ đi này để điều chế nhiên liệu sinh học.
Thử nghiệm bước đầu cho thấy sử dụng sữa hư có thể cho ra khí sinh học (biogas) với thể tích cao gấp 8 lần bình thường, trong đó 50% là nhiên liệu hyđrô. Bằng cách cung cấp định kỳ nguyên liệu (sữa bị hư) và duy trì độ pH ổn định, hệ thống do nhóm của giáo sư Onodera phát triển có thể đều đặn sản xuất ra biogas cách mỗi 2 ngày. Công nghệ này được hy vọng có thể áp dụng để sản xuất điện năng từ thức ăn thừa ở trường học hoặc rau củ thối, và thậm chí cả sứa biển vốn thường bị mắc kẹt trong hệ thống làm nguội của các nhà máy điện hạt nhân nằm cạnh bờ biển.
Tại Đại học California (Mỹ), các nhà nghiên cứu nhắm đến việc tạo ra nhiên liệu sinh học như methane và hyđrô từ thực phẩm thừa của các nhà hàng. Ruihong Zhang, giáo sư sinh học và kỹ thuật nông nghiệp của trường cho biết mỗi ngày, lò phản ứng sinh học có thể xử lý 3-8 tấn rác hữu cơ, đủ cung cấp năng lượng cho 80 hộ gia đình. Ban đầu, vi khuẩn sẽ phân hủy rác thành hỗn hợp gồm axít và nước. Lượng axít này sau đó được chuyển hóa thành biogas cũng bằng cách sử dụng vi khuẩn.
Hiện nay, Onsite Power Systems, công ty nơi cô đang làm giám đốc phụ trách nghiên cứu và phát triển, đang chế tạo hệ thống phản ứng sinh học lớn hơn có thể xử lý đến 250 tấn rác/ngày. Theo Zhang, công nghệ xử lý rác này không chỉ tạo ra biogas mà còn giúp giảm thiểu lượng nước thải ở các đô thị.
Trong khi đó, Đại học Birmingham ở Anh đang triển khai quy trình xử lý nước thải ở cấp độ công nghiệp với hệ thống Biowaste2energy (BW2E), qua đó có thể sản xuất nhiên liệu hyđrô. Bước đầu tiên trong qui trình xử lý của BW2E là lên men để phân hủy thực phẩm thành các axít hữu cơ, loại bỏ 40% rác trong quá trình xử lý.
Một lò phản ứng sinh học quang hợp dùng cả ánh sáng và vi khuẩn để biến đổi phần cặn còn lại thành nhiên liệu hyđrô, với phụ phẩm là CO2 và nước. Ngoài việc giúp hãng bánh kẹo Cadbury Schweppes ở địa phương xử lý đường caramen, BW2E đang được các công ty chế biến thực phẩm khác yêu cầu xử lý nước thải và trái cây hư trong quá trình sản xuất.
