211service.com
Elektra iš cukraus vandens
Naujas būdas gaminti vandenilį tiesiogiai iš biomasės, pavyzdžiui, sojų aliejaus, aprašytas dabartiniame numeryje Mokslas , galėtų sumažinti elektros energijos gamybos sąnaudas naudojant įvairų pigų kurą.
Metalinis katalizatorius, įkaitintas iki 800 °C, išgarina sojų aliejų, kad susidarytų vandenilis. (Kreditas: Paulas Dauenhaueris, Minesotos universitetas)
Minesotos universiteto mokslininkai sukūrė katalizinį vandenilio gamybos metodą iš kuro, pavyzdžiui, sojų aliejaus ir net gliukozės ir vandens mišinio. Vandenilis galėtų būti naudojamas kietojo oksido kuro elementuose, kurie dabar veikia naudojant vandenilį, gautą iš iškastinio kuro šaltinių, tokių kaip gamtinės dujos, kad būtų galima gaminti elektrą. Be to, koreguojant deguonies kiekį, įpuršktą kartu su sojų aliejumi arba cukraus vandeniu, metodas gali būti pritaikytas gaminti sintezės dujas, anglies monoksido ir vandenilio derinį, kuris gali būti deginamas kaip kuras arba paverčiamas sintetiniu benzinu. Šis metodas taip pat gali gaminti chemines žaliavas, tokias kaip olefinai, iš kurių galima pagaminti plastiką.
Nors rezultatai yra preliminarūs, naujasis katalizės procesas yra iš esmės naujas būdas tiesiogiai naudoti sojų aliejų ir kitą pigią biomasę kaip kurą; Dabar tokią biomasę reikia paversti biodyzelinu arba etanoliu, kad ji būtų naudojama kaip kuras. Paprastai žmonės vengia nelakių skysčių – medžiagų, kurių negalite išgaruoti, nes jos paprastai gamina anglies likučius, kurie sustabdo vandenilio gamybos procesą, sakoma pranešime. Tedas Krause , Argonne nacionalinės laboratorijos, Argonne, IL, pagrindinių ir taikomųjų tyrimų skyriaus vadovas. Jis teigia, kad pašalinus poreikį apdoroti sojų aliejų ir cukraus vandenį, kad būtų gaminamas lakus kuras, pavyzdžiui, etanolis, naujasis metodas atveria prieinamų biomedžiagų žaliavų skaičių.
Procesas prasideda, kai tyrėjai purškia smulkius sojų aliejaus arba cukraus vandens lašelius ant itin karšto katalizatoriaus, pagaminto iš nedidelio kiekio cerio ir rodžio. Greitas kaitinimas kartu su reakcijomis su katalizatoriumi neleidžia susidaryti anglies dumblui, kuris priešingu atveju deaktyvuotų katalizatorių. Ir reakcijos gamina šilumą, todėl katalizatorius yra pakankamai karštas, kad reakcija tęstųsi. Dėl to, nors iš pradžių naudojamas iškastinis kuras, siekiant pakelti katalizatorius iki 800 °C darbinės temperatūros, proceso tęstinumui iškastinio kuro nereikia. Viena iš mūsų proceso privalumų yra ta, kad jam nereikia išorinės proceso šilumos – jis varo pats, sako chemijos inžinerijos ir medžiagų mokslų profesorius. Lanny Schmidt , kuris vadovavo tyrimui.
Reakcijų greičio raktas yra maži lašeliai. Esami lakaus kuro, pvz., etanolio ar biodyzelino, pavertimo vandeniliu procesai yra lėtesni, nes degalai yra vamzdžių viduje ir užtrunka iki sekundės, kol į juos patenka šiluma. Schmidto procese lašeliai įkaista akimirksniu – vos per kelias milisekundes – ir sistema gali būti greitesnė, pigesnė ir mažesnė, sako jis. Greitis leidžia pagaminti daugiau kuro iš mažesnio reaktoriaus, sumažinant kapitalo sąnaudas ir galbūt ūkininkui praktiška naudoti nedidelę sistemą ūkyje.
Schmidtas teigia, kad šį procesą tikriausiai būtų galima pritaikyti darbui su kita biomase, pavyzdžiui, iš žolės ar medienos pagamintomis srutomis ar milteliais, kuriuos dėl didelio celiuliozės kiekio dabar sunku paversti praktiniu kuru, skirtu elektros gamybai ar transportavimui. Galimybė sukurti vandenilį ir sintetines dujas tiesiogiai iš celiuliozės šaltinių žymiai padidintų kuro, kurį būtų galima pagaminti iš biomasės atliekų, kiekį, nes būtų galima, pavyzdžiui, naudoti visą kukurūzų stiebus, o ne tik gliukozę, gautą iš kukurūzų branduolių. kuro. Kiti mokslininkai bando genetiškai modifikuoti organizmus, kad žolę ir kukurūzų stiebus paverstų skystu kuru, pavyzdžiui, etanoliu (žr. „Gyvenimo pertvarkymas, kad būtų pagamintas etanolis“).
Tokie degalai galėtų padėti sumažinti Jungtinių Valstijų priklausomybę nuo užsienio naftos ir sukurti atsinaujinantį kuro šaltinį, kuris nepadidina grynojo anglies dioksido kiekio atmosferoje, nes deginant degalus išsiskyrusią anglį sulaiko biomasė, kai ji auga.
Krause sako, kad pradinis dabartinio Schmidto proceso pritaikymas greičiausiai bus nedideliais kiekiais paskirstytos energijos gamyba, nes komunalinių paslaugų masto gamyba bus iššūkis. Pavyzdžiui, didelėse sistemose bus sunkiau kontroliuoti lašelių dydį ir sistemos temperatūrą, kad reakcijos būtų vienodos ir nebūtų pažeisti katalizatoriai.
Schmidtas sako, kad nesikoncentruoja į dabartinės technikos komercializavimą. Kitas jo tikslas – sukurti sistemą, kuri veiktų su atliekų biomasės šaltiniais. Kada nors tokią sistemą būtų galima panaudoti elektrai gaminti iš nupjautos vejos.