211service.com
Elektrība no Cukurūdens
Jauns veids, kā iegūt ūdeņradi tieši no biomasas, piemēram, sojas eļļas, tika ziņots pašreizējā izdevumā Zinātne , varētu samazināt elektroenerģijas ražošanas izmaksas, izmantojot dažādus lētu kurināmo.
Metāla katalizators, kas uzkarsēts līdz 800 °C, iztvaiko sojas eļļu, veidojot ūdeņradi. (Kredīts: Pols Doenhauers, Minesotas Universitāte)
Minesotas universitātes pētnieki ir izstrādājuši katalītisko metodi ūdeņraža iegūšanai no degvielām, piemēram, sojas eļļas un pat glikozes un ūdens maisījuma. Ūdeņradi varētu izmantot cietā oksīda kurināmā elementos, kas tagad darbojas ar ūdeņradi, kas iegūts no fosilā kurināmā avotiem, piemēram, dabasgāzes, lai ražotu elektroenerģiju. Turklāt, pielāgojot skābekļa daudzumu, kas tiek ievadīts kopā ar sojas eļļu vai cukurūdeni, metodi var pielāgot, lai iegūtu sintēzes gāzi, oglekļa monoksīda un ūdeņraža kombināciju, ko var sadedzināt kā degvielu vai pārvērst sintētiskā benzīnā. Ar šo metodi var iegūt arī ķīmiskas izejvielas, piemēram, olefīnus, no kuriem var izgatavot plastmasu.
Lai gan rezultāti ir provizoriski, jaunais katalīzes process ir pilnīgi jauns veids, kā tieši izmantot sojas eļļu un citu lētu biomasu kā degvielu; šāda biomasa tagad ir jāpārvērš biodīzeļdegvielā vai etanolā, lai to izmantotu kā degvielu. Parasti cilvēki ir izvairījušies no negaistošiem šķidrumiem — materiāliem, kurus nevar iztvaikot, jo tie parasti rada oglekļa atlikumus, kas aptur ūdeņraža ražošanas procesu, saka. Teds Krauzs , Argonnas Nacionālās laboratorijas fundamentālo un lietišķo pētījumu nodaļas vadītājs Argonnē, IL. Viņš saka, ka, novēršot nepieciešamību apstrādāt sojas eļļu un cukurūdeni, lai iegūtu gaistošu degvielu, piemēram, etanolu, jaunā metode paver pieejamo biomateriālu izejvielu skaitu.
Process sākas, kad pētnieki izsmidzina smalkus sojas eļļas vai cukurūdens pilienus uz īpaši karstu katalizatoru, kas izgatavots no neliela daudzuma cērija un rodija. Ātrā karsēšana apvienojumā ar reakcijām ar katalizatoru novērš oglekļa nogulšņu veidošanos, kas pretējā gadījumā dezaktivētu katalizatoru. Un reakcijas rada siltumu, uzturot katalizatoru pietiekami karstu, lai turpinātu reakciju. Tā rezultātā, lai gan sākotnēji tiek izmantots fosilais kurināmais, lai katalizatorus sasniegtu līdz 800 °C darba temperatūrai, procesa turpināšanai fosilais kurināmais nav vajadzīgs. Viens no mūsu procesa priekšrocībām ir tas, ka tam nav nepieciešams ārējs procesa siltums – tas darbojas pats, saka ķīmijas inženierijas un materiālu zinātnes profesors. Lennija Šmita , kurš vadīja pētījumu.
Reakciju ātruma atslēga ir mazie pilieni. Esošie procesi gaistošo degvielu, piemēram, etanola vai biodīzeļdegvielas pārvēršanai ūdeņradi, ir lēnāki, jo degviela atrodas caurulēs, un paiet līdz pat sekundei, līdz siltums pāriet uz tām. Šmita procesā pilieni uzsilst uzreiz – tikai dažās milisekundēs – un sistēma var būt ātrāka, lētāka un mazāka, viņš saka. Ātrums ļauj ražot vairāk degvielas no mazāka reaktora, samazinot kapitāla izmaksas un potenciāli padarot lauksaimniekam praktisku nelielas sistēmas izmantošanu saimniecībā.
Šmits saka, ka procesu, iespējams, varētu pielāgot darbam ar citu biomasu, piemēram, suspensiju vai pulveri, kas izgatavoti no zāles vai koksnes, ko tagad ir grūti pārvērst par praktisku degvielu elektroenerģijas ražošanai vai transportēšanai to augstā celulozes satura dēļ. Iespēja radīt ūdeņradi un sintēzi tieši no celulozes avotiem ievērojami palielinātu degvielas daudzumu, ko varētu iegūt no biomasas atkritumiem, jo būtu iespējams, piemēram, izmantot visu kukurūzas kātu, nevis tikai no kukurūzas kauliem iegūto glikozi. degviela. Citi pētnieki mēģina ģenētiski modificēt organismus, lai pārvērstu zāli un kukurūzas stiebrus šķidrā degvielā, piemēram, etanolā (skatiet sadaļu Dzīves pārveide, lai izveidotu etanolu).
Šādas degvielas varētu palīdzēt samazināt Amerikas Savienoto Valstu atkarību no ārvalstu naftas un nodrošināt atjaunojamu degvielas avotu, kas nerada neto oglekļa dioksīda palielināšanos atmosfērā, jo oglekli, kas izdalās, sadedzinot degvielu, biomasa, tai augot, uztver atpakaļ.
Krause saka, ka Šmita pašreizējā procesa sākotnējie pielietojumi, visticamāk, būs sadalītas enerģijas ražošana nelielos daudzumos, jo komunālo pakalpojumu mēroga ražošana būs izaicinājums. Piemēram, lielās sistēmās būs grūtāk kontrolēt pilienu izmēru un sistēmas temperatūru, lai reakcijas būtu vienmērīgas un izvairītos no katalizatoru bojājumiem.
Šmits saka, ka viņš nekoncentrējas uz pašreizējās tehnikas komercializāciju. Viņa nākamais mērķis ir izstrādāt sistēmu darbam ar atkritumu biomasas avotiem. Kādreiz šādu sistēmu varētu izmantot, lai ražotu elektroenerģiju no nopļautajiem zālieniem.