211service.com
Mazāki, lētāki biodegvielas reaktori
Minesotas universitātes pētnieki ir izstrādājuši ātru veidu, kā zāģu skaidas un atkritumu biomasu tieši pārvērst gāzu maisījumā, ko var sadedzināt, lai ražotu elektroenerģiju, vai izmantot šķidro degvielu, piemēram, dīzeļdegvielu. Ja procesu var palielināt, tā varētu būt energoefektīvāka metode biodegvielas ražošanai, pieļaujot mazus, ātrus reaktorus, kas atrodas tuvu biomasas avotiem.
Sarkani karsts katalizators: Katalizatora slānis spīd, pārvēršot milimetra izmēra celulozes daļiņas (baltas) vērtīgā gāzu maisījumā.
Pētnieki izstrādāja sistēmu, kas ļauj pārvērst cietās vielas tieši noderīgā gāzu maisījumā. Process sākas, kad milimetra izmēra daļiņas saskaras ar 700 līdz 800 grādiem pēc Celsija porainu virsmu un acumirklī veido gāzveida savienojumu maisījumu. Tie mijiedarbojas ar katalizatoru, kas izgatavots no dārgmetāla rodija, kas veicina daļējas oksidācijas reakcijas, kas gan uztur sistēmu karstu, gan pārvērš gāzes par ūdeņradi un oglekļa monoksīdu. Šo gāzu maisījumu, ko sauc par sintēzes gāzi vai sintēzes gāzi, pēc tam var sadedzināt gāzes turbīnā, lai iegūtu elektrību, vai arī attīrītu un padarītu to vairākos dažādos kurināmos, izmantojot labi zināmus procesus.
Jaunā procesa atslēga ir katalizatora slānis ar pareiza veida porainu struktūru, lai uzturētu temperatūru un ķīmiskajām reakcijām nepieciešamo materiālu kustību. Iegūtā sistēma sadala biomasu tikai 70 milisekundēs. Tas ir desmit reizes ātrāk nekā citas sintēzes gāzes iegūšanas metodes, saka Lennija Šmita , Ķīmiskās inženierijas un materiālu zinātnes profesors Minesotas Universitātē. Ideālā gadījumā tas nozīmē, ka reaktors ar noteiktu tilpumu, izmantojot jauno metodi, varētu ražot desmit reizes lielāku sintēzes gāzes daudzumu, nekā tas varētu, izmantojot parastās metodes. Citā veidā tas varētu atļaut reaktorus, kas ir desmitā daļa, viņš saka.
Katalītiskā pieeja ir viena no vairākām izstrādes metodēm, kas lētus celulozes biomasas avotus, piemēram, zāģu skaidas, zāli un lauksaimniecības atkritumus, var pārvērst šķidrā kurināmā. Joprojām nav skaidrs, kura no divām plašām pieeju kategorijām būs praktiskāka, termoķīmiskās metodes, piemēram, Šmita metodes, vai metodes, kurās izmanto fermentus un organismus. Termoķīmiskās metodes ir dārgas, taču tām ir iespēja izmantot dažādus izejmateriālus, savukārt bioloģiskās sistēmas, visticamāk, būs jāpielāgo noteiktām izejvielām.
Taču spēja izgatavot mazākus reaktorus atkritumu biomasas pārvēršanai sintētiskajā gāzē varētu palīdzēt atrisināt vienu no nozīmīgākajām problēmām, kas saistītas ar kurināmā ražošanu no biomasas. Lielgabarīta materiālu, piemēram, šķeldas un kukurūzas atkritumu transportēšana lielos attālumos uz centrālajām iekārtām patērē daudz enerģijas, bieži vien fosilā kurināmā veidā. Tas arī sadārdzina kopējo procesu. Mazas, izplatītas sintēzes gāzes stacijas varētu samazināt šīs transportēšanas izmaksas, samazinot attālumu, līdz kuram ir jānosūta biomasa. Izkliedētie reaktori varētu būt vērtīgi arī jaunattīstības ekonomikās, saka Šmits, nodrošinot enerģiju un degvielu kopienām, kurām nav uzticamas transporta infrastruktūras.
Šādas sistēmas vispārējā pieejamība daļēji būs atkarīga no tā, vai rodiju, kas var maksāt vairāk nekā 6000 USD par unci, var izmantot pietiekami mazos daudzumos un pietiekami ilgu laiku. Process ir arī jāpalielina, pat mazām sadalītām sistēmām. Šobrīd prototips izmanto eksperimentālu katalizatora gultu, kas ir cilvēka īkšķa izmēra. Pētnieki lēš, ka sistēmai, kas spēj ražot pietiekami daudz sintēzes gāzes, lai dienā saražotu 10 galonus benzīna, būtu nepieciešama katalizatora gulta, kas ir daudzkārt lielāka par šo izmēru, apmēram 15 centimetrus diametrā un 3 centimetrus dziļāk. Tas varētu izrādīties grūti, saka Teodors Krauze , pamata un lietišķo zinātņu vadītājs plkst Argonnes Nacionālā laboratorija , lai izveidotu lielāku sistēmu, kas joprojām ir ātra un efektīva.
Lai gan problēmas joprojām pastāv, Šmita sistēma ir skaidrs sasniegums zinātnē par degvielas ražošanu no biomasas, saka Krause. Viņš piebilst, ka, demonstrējot spēju pārvērst cietās vielas tieši sintētiskajā gāzē, pētījums ir parādījis kaut ko tādu, ko vairums cilvēku sākotnēji būtu uzminējuši, ka tas nav iespējams.