Waste-Based Volatile Fatty Acids for Fuel and Chemical Production
Source abstract
Abstract
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Volatile fatty acids (VFAs) are versatile intermediates for circular chemical and fuel manufacturing. Current VFA production relies heavily on fossil feedstocks and serves a narrow set of commodity markets. Here, we project VFA demand through 2050 and evaluate the potential to recover VFAs from abundant, widely available waste streams, exploring how waste-derived VFAs can support a broader circular carbon economy by midcentury. We project that the global VFA recovery potential from waste could reach ∼581 Mt yr –1 by 2050, roughly 10 times higher than projected demand in existing markets. Integrating waste-carbon streams with anaerobic digestion infrastructure and emerging VFA production and separation technologies provides a feasible route for large-scale waste-to-VFA conversion. We project that in a 2050 circular scenario, ∼581 Mt yr –1 of waste-derived VFAs can be flexibly distributed across various chemicals and energy sectors, supplying a significant portion of anticipated demand and establishing VFAs as a scalable, multifunctional platform molecule for a circular carbon economy.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Anaerobic Digestion and Biogas Production · Carbon Dioxide Capture Technologies · Process Optimization and Integration
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Chemical and Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology, 311 Ferst Drive NW, Atlanta, Georgia 30332, United States
Institute for Sustainability & Circular Economy, Chemical and Electrochemical Technology and Innovation Laboratory, Texas Tech University, 2500 Broadway, Lubbock, Texas 79409, United States
Department of Chemical Engineering, Texas Tech University, 2500 Broadway, Lubbock, Texas 79409, United States
George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, 770 Ferst Drive NW, Atlanta, Georgia 30332, United States
Funding
Division of Engineering Education and Centers
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.jece.2022.10791710.1016/j.jece.2022.107917 ↗
2. 10.1007/s11157-021-09566-010.1007/s11157-021-09566-0 ↗
3. 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.06910.1016/j.ijbiomac.2016.04.069 ↗
4. 10.1016/j.wasman.2015.06.00810.1016/j.wasman.2015.06.008 ↗
5. 10.1073/pnas.202300811810.1073/pnas.2023008118 ↗
6. 10.1039/D3EE01091K10.1039/D3EE01091K ↗
7. 10.1016/j.jclepro.2024.14379810.1016/j.jclepro.2024.143798 ↗
8. 10.1021/acsenergylett.2c0262710.1021/acsenergylett.2c02627 ↗
9. 2025
10. 10.3390/app1503100810.3390/app15031008 ↗
11. 10.1016/j.ese.2022.10018010.1016/j.ese.2022.100180 ↗
12. 10.1021/acsenergylett.3c0145310.1021/acsenergylett.3c01453 ↗
13. 10.1016/j.biortech.2018.07.04210.1016/j.biortech.2018.07.042 ↗
14. 10.1016/S0926-860X(01)00800-610.1016/S0926-860X(01)00800-6 ↗
15. Weissermel K. · 200310.1002/9783527619191 ↗
16. Playne M. · 1985 · 3 · 731
17. 10.1021/acsenergylett.0c0269210.1021/acsenergylett.0c02692 ↗
18. 10.1021/acsenergylett.9b0259610.1021/acsenergylett.9b02596 ↗
19. 10.5772/intechopen.7014810.5772/intechopen.70148 ↗
20. 10.1021/acsenergylett.1c0017410.1021/acsenergylett.1c00174 ↗
21. 10.1007/s00253-009-2246-710.1007/s00253-009-2246-7 ↗
22. 10.1016/j.renene.2004.09.01210.1016/j.renene.2004.09.012 ↗
23. Schulte-Schulze Berndt A. · 2005 · 414
24. 10.1016/j.pecs.2008.06.00210.1016/j.pecs.2008.06.002 ↗
25. Tchobanoglous G. · 2014
26. 10.1016/j.cej.2018.03.18010.1016/j.cej.2018.03.180 ↗
27. Deublein D. · 2011
28. 10.1016/j.biortech.2014.03.08810.1016/j.biortech.2014.03.088 ↗
29. 10.1007/s11157-017-9431-410.1007/s11157-017-9431-4 ↗
30. 10.1016/j.biortech.2017.06.12110.1016/j.biortech.2017.06.121 ↗
31. 10.1080/0738855080204674910.1080/07388550802046749 ↗
32. 10.1631/jzus.2005.B107610.1631/jzus.2005.B1076 ↗
33. 10.1016/S0032-9592(99)00007-210.1016/S0032-9592(99)00007-2 ↗
34. 10.1007/s12010-008-8305-110.1007/s12010-008-8305-1 ↗
35. 10.1016/j.biortech.2009.05.04610.1016/j.biortech.2009.05.046 ↗
36. 10.1038/sj.jim.290075210.1038/sj.jim.2900752 ↗
37. 10.1007/s12010-008-8196-110.1007/s12010-008-8196-1 ↗
38. 10.1007/s11157-017-9431-410.1007/s11157-017-9431-4 ↗
39. 10.1155/2016/846935710.1155/2016/8469357 ↗
40. 10.3390/molecules2416298610.3390/molecules24162986 ↗
41. 10.1111/gcbb.1255610.1111/gcbb.12556 ↗
42. 10.1016/j.copbio.2007.05.00110.1016/j.copbio.2007.05.001 ↗
43. 10.2166/wst.2011.69910.2166/wst.2011.699 ↗
44. 10.1016/j.biortech.2017.06.12110.1016/j.biortech.2017.06.121 ↗
45. 10.1080/21655979.2021.199604410.1080/21655979.2021.1996044 ↗
46. 10.1016/j.biortech.2020.12445610.1016/j.biortech.2020.124456 ↗
47. 10.1016/j.biortech.2018.03.10510.1016/j.biortech.2018.03.105 ↗
48. 10.1016/j.biortech.2018.07.01810.1016/j.biortech.2018.07.018 ↗
49. 10.1016/j.watres.2010.03.01510.1016/j.watres.2010.03.015 ↗
50. 10.1021/es052252b10.1021/es052252b ↗
51. 10.1016/j.watres.2015.04.01210.1016/j.watres.2015.04.012 ↗
52. 10.1016/j.biortech.2018.07.04210.1016/j.biortech.2018.07.042 ↗
53. 10.5772/intechopen.9228910.5772/intechopen.92289 ↗
54. 10.1016/j.biotechadv.2018.09.00510.1016/j.biotechadv.2018.09.005 ↗
55. 10.2166/wst.2005.051110.2166/wst.2005.0511 ↗
56. 10.1080/1064338910938842410.1080/10643389109388424 ↗
57. 10.1016/j.jenvman.2024.12106210.1016/j.jenvman.2024.121062 ↗
58. 10.1016/j.jenvman.2023.11878510.1016/j.jenvman.2023.118785 ↗
59. 10.1016/j.watres.2011.11.04710.1016/j.watres.2011.11.047 ↗
60. 10.1016/j.jhazmat.2003.11.01410.1016/j.jhazmat.2003.11.014 ↗
61. 10.1016/j.biortech.2014.03.04910.1016/j.biortech.2014.03.049 ↗
62. 10.1007/s13399-025-06628-z10.1007/s13399-025-06628-z ↗
63. 10.3390/microorganisms902033710.3390/microorganisms9020337 ↗
64. 10.1002/embr.20133817010.1002/embr.201338170 ↗
65. 10.1002/bit.1062810.1002/bit.10628 ↗
66. 10.1021/acsomega.9b0079410.1021/acsomega.9b00794 ↗
67. 10.1016/j.scitotenv.2022.15299310.1016/j.scitotenv.2022.152993 ↗
68. 10.1016/j.chemosphere.2022.13481410.1016/j.chemosphere.2022.134814 ↗
69. 10.70322/gct.2025.1000110.70322/gct.2025.10001 ↗
70. 10.1016/j.jece.2023.11050710.1016/j.jece.2023.110507 ↗
71. 10.1021/acs.estlett.4c0059510.1021/acs.estlett.4c00595 ↗
72. 10.1021/acsestwater.5c0072110.1021/acsestwater.5c00721 ↗
73. 10.1016/j.biortech.2015.04.00110.1016/j.biortech.2015.04.001 ↗
74. 10.1016/j.memsci.2006.11.02610.1016/j.memsci.2006.11.026 ↗
75. 10.1016/j.biortech.2011.11.02610.1016/j.biortech.2011.11.026 ↗
76. 10.1021/acsomega.5c0093710.1021/acsomega.5c00937 ↗
77. 10.1016/j.rser.2019.10966910.1016/j.rser.2019.109669 ↗
78. 10.1016/j.seppur.2020.11709910.1016/j.seppur.2020.117099 ↗
79. 10.3389/fchem.2022.97422310.3389/fchem.2022.974223 ↗
80. 10.1016/j.elecom.2022.10735610.1016/j.elecom.2022.107356 ↗
81. 10.3389/fchem.2019.0019010.3389/fchem.2019.00190 ↗
82. 10.1080/0882750960891412810.1080/08827509608914128 ↗
83. 10.1016/0304-386X(94)00080-M10.1016/0304-386X(94)00080-M ↗
84. 10.1016/j.jpowsour.2012.12.00610.1016/j.jpowsour.2012.12.006 ↗
85. 10.1021/es403799510.1021/es4037995 ↗
86. 10.1002/adfm.20207004510.1002/adfm.202070045 ↗
87. 10.1016/j.cej.2023.14429610.1016/j.cej.2023.144296 ↗
88. 10.1016/j.biotechadv.2013.10.00110.1016/j.biotechadv.2013.10.001 ↗
89. 10.1016/B978-0-443-14068-6.00014-810.1016/B978-0-443-14068-6.00014-8 ↗
90. 10.1016/j.bios.2020.11240910.1016/j.bios.2020.112409 ↗
91. Trivedi P. · 2025
92. 2024
93. 2025
94. 2024
95. Althaus H.-J. · 2007
96. 10.1186/s13068-020-01784-y10.1186/s13068-020-01784-y ↗
97. de Jong M. · 2022
98. 10.1039/B918763B10.1039/B918763B ↗
99. 10.1016/j.biortech.2020.12412410.1016/j.biortech.2020.124124 ↗
100. Reekie L. · 2013