211service.com
Jauns ceļš uz ogļūdeņražu biodegvielu
Viskonsinas-Medisonas universitātes pētnieki ir izstrādājuši vienkāršu, divpakāpju ķīmisko procesu, lai pārvērstu augu cukurus ogļūdeņražu degvielā. Procesa laikā radītos savienojumus varētu izmantot arī citu rūpniecisko ķīmisko vielu un plastmasas ražošanā.
Zaļais benzīns: Viskonsinas-Madisonas universitātes pētnieki izmanto katalizatorus, lai ātri pārvērstu augu cukura šķīdumus organisko savienojumu maisījumā, kas peld kā eļļa. Pārlaižot organiskos savienojumus pa dažādiem katalizatoriem, tie pārvēršas par ogļūdeņražiem, kas atrodami benzīnā, dīzeļdegvielā un reaktīvo dzinēju degvielā.
Vairāki uzņēmumi ražo ogļūdeņražu biodegvielu, kuras ražošana var būt lētāka nekā etanola un kam ir lielāks enerģijas blīvums, izmantojot mikrobus. Jaunuzņēmumi, piemēram, LS9 un Amyris, mēģina ģenētiski pārveidot mikrobu vielmaiņas sistēmas, lai tie fermentētu cukurus noderīgos ogļūdeņražos.
Viskonsinas pētnieki, kuru vadīja ķīmijas un bioloģiskās inženierijas profesors Džeimss Dumešičs , izmanto ķīmiskas reakcijas, nevis mikrobu fermentāciju. Viņi izmanto katalizatorus augstā temperatūrā, lai pārvērstu glikozi ogļūdeņražu biodegvielā. Process darbojas tūkstošiem reižu ātrāk nekā mikrobi augstākas temperatūras dēļ, tāpēc tam ir nepieciešami mazāki, lētāki reaktori, saka Dumesic. To izmantotie katalizatori un reformēšanas sistēmas ir līdzīgas tām, ko izmanto naftas pārstrādes rūpnīcās, kas arī padarītu procesu vienkāršāku.
Katalītiskais process, kas prezentēts tiešsaistē Zinātne , nepieciešamas divas galvenās darbības, kuras var integrēt un darbināt secīgi, izvadei no viena reaktora pārejot uz otru. Gan katalizatora mehānisms, gan nepārtrauktā procesa dizains padara jauno pieeju daudzsološu, saka Džons Regalbuto, Nacionālā zinātnes fonda, kas finansē Dumesic darbu, katalīzes un biokatalīzes programmas direktors. Turklāt katalizatorus var pārstrādāt, savukārt mikrobi mirst un ir jāpapildina, viņš saka. Viņš saka, ka, salīdzinot ar fermentu vai mikrobu izmantošanu, es uzskatu, ka šajā spēles posmā katalizatoriem ir lielāks potenciāls.
Pirmajā reaktorā cukura un ūdens šķīdums tiek izvadīts pa platīna-rēnija katalizatoru aptuveni 500 K temperatūrā. Tas atdala piecus no sešiem skābekļa atomiem no cukura, radot dažādu ogļūdeņražu savienojumu, piemēram, spirtu un organisko skābju, maisījumu. Savienojumi veido eļļai līdzīgu slāni, kas peld virs šķīduma.
Eļļu pārnes uz otro reaktoru, kur to laiž pa dažādiem cietajiem katalizatoriem, kā rezultātā veidojas virkne ogļūdeņražu molekulu, kas veido benzīnu, dīzeļdegvielu un reaktīvo dzinēju degvielu. Piemēram, katalizators uz vara un magnija bāzes ražo ogļūdeņražus, kas atrodami dīzeļdegvielā un reaktīvo dzinēju degvielā. Benzīns satur ogļūdeņražus, kuros oglekļa atomi ir savienoti sazarotās un gredzenveida struktūrās, savukārt oglekļa atomi dīzeļdegvielā un reaktīvo degvielā veido garas, lineāras ķēdes. Spirtus un organiskās skābes eļļā no pirmā posma varētu izmantot arī plastmasas un rūpniecisko ķīmisko vielu ražošanai, saka Dumesic.
Pētnieku galīgais mērķis ir izmantot cukurus, kas iegūti no celulozes biomasas, piemēram, lauksaimniecības atkritumiem un zālāju, nevis izmantot pārtikas avotus, piemēram, kukurūzu un cukurniedres. Tas būtu galvenais, lai ražotu videi labvēlīgu ogļūdeņražu degvielu no iekārtām, kas ir ekonomiski konkurētspējīgas ar naftas degvielu. Tomēr fermenti, ko izmanto glikozes un citu cukuru iegūšanai no celulozes, pašlaik ir pārāk dārgi, lai padarītu procesu konkurētspējīgu celulozes biodegvielas radīšanai.
Neatkarīgi no tā, vai biobenzīns konkurē ar savu naftas ekvivalentu, tas joprojām varētu būt saprātīgāks nekā etanola ražošana, saka Regalbuto. Viena no dārgākajām daļām etanola ražošanā ir energoietilpīgā destilācijas stadija, kurā etanols ir jāatdala no ūdens. Ogļūdeņraži, piemēram, benzīns un dīzeļdegviela, tikmēr peld uz augšu, tāpēc tos ir vieglāk un lētāk atdalīt. Turklāt viņš saka, ka jūs iegūstat degvielu, kas ir par 30 procentiem enerģijas blīvāka [nekā etanols]. Tāpēc to ir lētāk izgatavot, un tas nodrošina par 30 procentiem vairāk degvielas nobraukuma.