211service.com
Mažesni, pigesni biokuro reaktoriai
Minesotos universiteto mokslininkai sukūrė greitą būdą paversti pjuvenas ir biomasės atliekas tiesiai į dujų mišinį, kurį galima sudeginti gaminant elektrą arba paverčiant skystuoju kuru, pavyzdžiui, dyzelinu. Jei procesas gali būti padidintas, tai galėtų būti efektyvesnis biokuro gamybos būdas, leidžiantis naudoti mažus, greitus reaktorius, esančius netoli biomasės šaltinių.
Raudonai įkaitęs katalizatorius: Katalizatoriaus sluoksnis šviečia, kai milimetro dydžio celiuliozės (baltos) dalelės paverčiamos vertingu dujų mišiniu.
Mokslininkai sukūrė sistemą, kuri leidžia kietąsias medžiagas tiesiogiai paversti naudingu dujų mišiniu. Procesas prasideda, kai milimetro dydžio dalelės liečiasi su 700–800 laipsnių Celsijaus porėtu paviršiumi ir akimirksniu sudaro dujinių junginių mišinį. Jie sąveikauja su katalizatoriumi, pagamintu iš tauriojo metalo rodžio, kuris palengvina dalines oksidacijos reakcijas, kurios palaiko karštą sistemą ir paverčia dujas vandeniliu ir anglies monoksidu. Šis dujų mišinys, vadinamas sintetinėmis dujomis arba sintezės dujomis, gali būti sudegintas dujų turbinoje, kad būtų pagaminta elektra, arba išgrynintas ir pagamintas iš įvairių kuro rūšių, naudojant gerai žinomus procesus.
Naujojo proceso raktas yra katalizatoriaus sluoksnis, turintis tinkamą porėtą struktūrą, kad būtų palaikoma temperatūra ir medžiagų, reikalingų cheminėms reakcijoms, judėjimas. Gauta sistema biomasę suskaido vos per 70 milisekundžių. Tai dešimt kartų greičiau nei kiti sintetinių dujų gamybos būdai Lanny Schmidt , Minesotos universiteto chemijos inžinerijos ir medžiagų mokslo profesorius. Idealiu atveju tai reiškia, kad tam tikro tūrio reaktorius, naudojant naują metodą, galėtų pagaminti dešimt kartų daugiau sintetinių dujų nei naudojant įprastus metodus. Arba kitaip, tai gali leisti reaktorius, kurių dydis yra dešimtadalis, sako jis.
Katalizinis metodas yra vienas iš daugelio kuriamų metodų, galinčių pigius celiuliozės biomasės šaltinius, pvz., pjuvenas, žolę ir žemės ūkio atliekas, paversti skystuoju kuru. Vis dar neaišku, kuris iš dviejų plačių metodų kategorijų bus praktiškesnis, termocheminiai metodai, tokie kaip Schmidto, ar metodai, kuriuose naudojami fermentai ir organizmai. Termocheminiai metodai yra brangūs, tačiau turi potencialų pranašumą, nes juose galima naudoti daugybę skirtingų žaliavų, o biologines sistemas greičiausiai reikės pritaikyti tam tikroms žaliavoms.
Tačiau galimybė pagaminti mažesnius reaktorius, skirtus biomasės atliekų pavertimui sintetinėmis dujomis, galėtų padėti išspręsti vieną iš svarbiausių iššūkių gaminant kurą iš biomasės. Didelių gabaritų medžiagų, tokių kaip medienos drožlės ir kukurūzų atliekos, transportavimas dideliais atstumais į centrinius įrenginius sunaudoja daug energijos, dažnai iškastinio kuro pavidalu. Tai taip pat brangina visą procesą. Mažos, paskirstytos sintetinių dujų gamyklos galėtų sumažinti šias transportavimo išlaidas, sumažindamos atstumą, per kurį turi būti gabenama biomasė. Schmidtas teigia, kad paskirstyti reaktoriai taip pat gali būti vertingi besivystančioms ekonomikoms, tiekdami energiją ir kurą bendruomenėms, kurios neturi patikimos transporto infrastruktūros.
Bendras tokios sistemos įperkamumas iš dalies priklausys nuo to, ar rodis, kurio uncija gali kainuoti daugiau nei 6000 USD, gali būti naudojamas pakankamai mažais kiekiais ir pakankamai ilgą laiką. Procesas taip pat turi būti padidintas, net ir mažoms paskirstytoms sistemoms. Šiuo metu prototipe naudojama eksperimentinė katalizatoriaus lova, kurios dydis prilygsta žmogaus nykščiui. Tyrėjai apskaičiavo, kad sistemai, kuri galėtų pagaminti pakankamai sintetinių dujų, kad būtų pagaminta 10 galonų benzino per dieną, reikėtų daug kartų didesnio katalizatoriaus sluoksnio, maždaug 15 centimetrų skersmens ir 3 gylio. Tai gali pasirodyti sunku, sako Teodoras Krauzas , pagrindinių ir taikomųjų mokslų vadovas Argonne nacionalinė laboratorija , sukurti didesnę sistemą, kuri išliktų greita ir efektyvi.
Nors iššūkių išlieka, Schmidto sistema yra aiškus pažanga kuro gamybos iš biomasės moksle, sako Krause. Jis priduria, kad demonstruodamas galimybę kietąsias medžiagas tiesiogiai paversti sintetinėmis dujomis, tyrimai parodė tai, ko dauguma žmonių iš pradžių manytų, kad tai neįmanoma.