人民的选择农场种植沥青:猪粪用于可持续发展

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


人民已经发声——猪粪位居榜首。

今年夏天,美国能源部清洁能源商业竞赛的决赛入围者提交了关于其创新理念的简短视频概述。其中一个视频脱颖而出——赢得了今年的“人民选择奖”。该视频由学生丹尼尔·奥尔德姆制作,他是北卡罗来纳州农工州立大学企业家团队的成员,他们正在将猪粪送到胶水工厂。

仅美国每年就产生 60 亿加仑的猪粪。这个企业家团队使用一种重整工艺,将这种有机物与热量和压力在缺氧(厌氧)水溶液中结合,已经能够创造出石油基沥青粘合剂的替代品。根据他们的分析,这种“PiGrid”比传统的石油基粘合剂更便宜且更好(对环境而言)。


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这个想法诞生于 2009 年,在土木工程教授埃尔哈姆·“埃莉”·H·菲尼的可持续基础设施材料 (SIM) 实验室。在她实验室尝试开发不依赖石油来源的建筑粘合剂的过程中,他们发现猪粪是一种潜在的丰富资源。他们的分析表明,这种原材料的化学结构和机械性能使其成为替代石油基沥青粘合剂的有希望的可能性。

生物粘合剂联盟公司 很快成立,专注于猪粪 + 热量 + 压力可以等于环境可持续性的概念。2009 年,学生研究员丹尼尔·奥尔德姆加入团队,推动研究向前发展。三年和大量的粪便处理之后,马胡尔·梅拉特-帕拉斯特博士加入团队,帮助推动产品进入商业化阶段。该团队带着他们的想法参加了 2013 年美国能源部清洁能源商业竞赛,并在东南地区的 ACC 清洁能源挑战赛 上获得了 $100,000 美元大奖。这使他们成为晋级全国总决赛的六名决赛入围者之一。

在全国总决赛中,六名决赛入围者中的每一位都制作了一个关于他们工作的简短视频。这些视频被放在网上,让公众有机会投票选出他们认为最有希望的机会。虽然联盟的技术没有赢得大奖,但他们的视频——由学生丹尼尔·奥尔德姆解说——名列榜首。

奥尔德姆表示,他在此过程中的目标是通过帮助解决我们世界对化石燃料产品的依赖来推动可持续发展。更广泛地说,是为了展示常见且看似毫无价值的材料如何在可持续发展运动中发挥巨大作用。

该团队现在正着手在其大学校园内建造一个中试工厂,其长期目标是在北卡罗来纳州华沙建造他们的第一个商业反应堆。

关于团队

埃尔哈姆·H·菲尼博士

埃尔哈姆·H·菲尼博士,P.E. 于 2008 年在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得土木工程博士学位。她目前是北卡罗来纳州农工州立大学 (NCA&TSU) 的土木工程助理教授。她还是 NCA&TSU 可持续基础设施材料 (SIM) 实验室的主任,以及美国土木工程师协会北卡罗来纳州北部支会的主席。菲尼博士的研究重点是利用动物粪便生产、表征和原子建模生物粘合剂,以替代石油基建筑粘合剂。

菲尼博士是 44 篇期刊和会议论文以及一本书的作者或合著者。她的研究兴趣包括材料的流变特性、表面和界面粘附特性、分子建模以及实施新材料和方法以增强路面可持续性。特别是生产和表征低成本、耐用且环保的生物粘合剂,该粘合剂可用于替代石油基建筑粘合剂。她是 NSF CAREER 奖、NCA&TSU 杰出青年研究员奖和年度最佳新秀奖的获得者。她还是 FHWA 的艾森豪威尔学者,以及美国工程教育学会的杰拉尔德·R·西利最佳论文奖、交通研究委员会的咨询奖以及女性交通运输促进协会 (WTS) 的海伦·M·奥弗利纪念奖学金的获得者。电子邮件:efini [at] ncat [dot] edu

丹尼尔·奥尔德姆

丹尼尔·奥尔德姆获得了北卡罗来纳州农工州立大学 (NCA&TSU) 的土木工程理学学士学位和吉尔福德技术社区学院的工程学副学士学位(2013 年),以及废物管理和六西格玛绿带认证。他目前是北卡罗来纳州农工大学的研究生,在那里他担任可持续基础设施材料 (SIM) 实验室的研究助理和实验室经理。他的研究主要集中在沥青路面中可持续材料的应用,这已发表了四篇出版物,并在各种交通运输、工程和绿色能源会议上进行了海报和讲台演示。丹尼尔目前还担任生物粘合剂联盟的技术经理。

此前,丹尼尔曾在房屋搬迁行业工作,担任助理工头以及维护经理和机械师。他曾获得多项奖项,例如 2013 年 ACC 清洁能源奖、2013 年 CAEE 研究员奖、罗伯特·E·皮尔森奖、赛勒斯·佩恩特纪念奖和两次能源部奖学金获得者。他还获得了 2012-2013 年著名的德怀特·D·艾森豪威尔交通运输奖学金。丹尼尔目前居住在北卡罗来纳州海格罗夫。电子邮件:djoldham [at] aggies [dot] ncat [dot] edu

马胡尔·帕拉斯特博士

马胡尔·帕拉斯特是北卡罗来纳州农工州立大学的技术管理助理教授,他在那里教授运营管理、供应链管理、创新管理和统计学课程。马胡尔的研究领域是供应链质量、供应链风险管理以及流程和产品创新。他的学术著作已发表在多份同行评审期刊上,例如《国际生产研究杂志》、《国际生产经济学杂志》、《国际质量与可靠性管理杂志》和《生产计划与控制》。

他于 2006 年在内布拉斯加大学林肯分校获得工业与管理系统工程博士学位。他在汽车工业、电力工业和农业工业拥有五年以上的工作经验,担任质量经理、战略规划师和技术分析师。马胡尔于 2012 年 6 月加入生物粘合剂研究团队,通过国家科学基金会 (NSF) 创新军团 (I-Corps) 项目评估和审查该技术的商业化。他目前担任北卡罗来纳州农工州立大学衍生公司生物粘合剂联盟的总裁。

图片来源:图片由北卡罗来纳州农工大学工程系提供

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