211service.com
Naujas kelias į angliavandenilių biokurą
Viskonsino-Madisono universiteto mokslininkai sukūrė paprastą dviejų pakopų cheminį procesą, skirtą augalų cukrui paversti angliavandenilių kuru. Proceso metu susidarę junginiai taip pat galėtų būti naudojami kitoms pramoninėms cheminėms medžiagoms ir plastikams gaminti.
Žalias benzinas: Viskonsino-Madisono universiteto mokslininkai naudoja katalizatorius, kad greitai paverstų augalinio cukraus tirpalus į organinių junginių mišinį, kuris plūduriuoja kaip aliejus. Perleidžiant organinius junginius per įvairius katalizatorius, jie paverčiami angliavandeniliais, esančiais benzine, dyzelinu ir reaktyviniu kuru.
Keletas įmonių gamina angliavandenilių biokurą, kurį gaminti gali būti pigiau nei etanolį ir kurių energijos tankis didesnis, naudojant mikrobus. Startuoliai, tokie kaip LS9 ir Amyris, bando genetiškai modifikuoti mikrobų medžiagų apykaitos sistemas, kad jie fermentuotų cukrų į naudingus angliavandenilius.
Viskonsino mokslininkai, vadovaujami chemijos ir biologijos inžinerijos profesoriaus Jamesas Dumesicas , naudoti chemines reakcijas, o ne mikrobinę fermentaciją. Jie naudoja katalizatorius aukštoje temperatūroje, kad gliukozę paverstų angliavandenilių biokuru. Šis procesas veikia tūkstančius kartų greičiau nei mikrobai dėl aukštesnės temperatūros, todėl reikia mažesnių, pigesnių reaktorių, sako Dumesic. Jų naudojami katalizatoriai ir reformavimo sistemos yra panašūs į tuos, kurie naudojami naftos perdirbimo gamyklose, todėl procesas taip pat būtų paprastesnis.
Katalizinis procesas, pristatytas internete Mokslas , reikia dviejų pagrindinių etapų, kuriuos galima integruoti ir vykdyti nuosekliai, kai vieno reaktoriaus išvestis patenka į kitą. Tiek katalizatoriaus mechanizmas, tiek nuolatinis proceso dizainas daro naują požiūrį perspektyvų, sako Johnas Regalbuto, Nacionalinio mokslo fondo, finansuojančio Dumesico darbą, katalizės ir biokatalizės programos direktorius. Be to, katalizatoriai gali būti perdirbami, o mikrobai miršta ir juos reikia papildyti, sako jis. Pasak jo, lyginant su fermentų ar mikrobų naudojimu, aš jaučiu, kad šiame žaidimo etape katalizatoriai turi daugiau galimybių.
Pirmajame reaktoriuje cukraus-vandens tirpalas perleidžiamas per platinos-renio katalizatorių maždaug 500 K temperatūroje. Tai pašalina penkis iš šešių deguonies atomų iš cukraus ir sukuria įvairių angliavandenilių junginių, tokių kaip alkoholiai ir organinės rūgštys, mišinį. Junginiai sudaro į aliejų panašų sluoksnį, kuris plūduriuoja tirpalo viršuje.
Alyva perkeliama į antrąjį reaktorių, kur ji perduodama per įvairius kietus katalizatorius, todėl susidaro įvairios angliavandenilių molekulės, kurios sudaro benziną, dyzeliną ir reaktyvinį kurą. Pavyzdžiui, vario ir magnio pagrindu pagamintas katalizatorius gamina angliavandenilius, esančius dyzeliniuose ir reaktyviniuose degaluose. Benzino sudėtyje yra angliavandenilių, kuriuose anglies atomai yra sujungti šakotomis ir žiedo formos struktūromis, o anglies atomai dyzeliniame kure ir reaktyviniame kure sudaro ilgas linijines grandines. Pirmajame etape aliejuje esantys alkoholiai ir organinės rūgštys taip pat gali būti naudojami plastikams ir pramoninėms cheminėms medžiagoms gaminti, sako Dumesic.
Galutinis mokslininkų tikslas yra naudoti cukrų, gautą iš celiuliozės biomasės, pavyzdžiui, žemės ūkio atliekų ir žolės, o ne naudoti maisto šaltinius, tokius kaip kukurūzai ir cukranendrės. Tai būtų raktas į aplinkai naudingą angliavandenilių kurą iš gamyklų, kurios ekonomiškai konkuruoja su naftos degalais. Tačiau fermentai, naudojami gliukozei ir kitiems cukrams iš celiuliozės išgauti, šiuo metu yra per brangūs, kad procesas būtų konkurencingas kuriant celiuliozės biokurą.
Nesvarbu, ar biobenzinas konkuruoja su savo naftos analogu, ar ne, jis vis tiek gali būti prasmingesnis nei gaminti etanolį, sako Regalbuto. Viena iš brangiausių etanolio gamybos dalių yra daug energijos sunaudojantis distiliavimo etapas, kurio metu etanolis turi būti atskirtas nuo vandens. Tuo tarpu angliavandeniliai, tokie kaip benzinas ir dyzelinas, plūduriuoja į viršų, todėl juos lengviau ir pigiau atskirti. Be to, sako jis, jūs gaunate kurą, kuris yra 30 procentų tankesnis nei etanolis. Taigi jį pagaminti yra pigiau ir sunaudojate 30 procentų daugiau degalų ridos.