211service.com
No atkritumu biomasas līdz reaktīvo degvielai
Jauns ķīmiskais process, ko izstrādājuši Viskonsinas-Medisonas universitātes pētnieki, celulozi no lauksaimniecības atkritumiem pārvērš benzīnā un reaktīvo degvielā. Tas ražo degvielu, pārveidojot līdz šim nevēlamos blakusproduktus (levulīnskābi un skudrskābi), sadalot celulozi cukurā. Darbs tika aprakstīts šīs nedēļas žurnāla numurā Zinātne .
Biodegvielas krāns: No butēna oligomerizācijas reaktora izplūst šķidrā degviela, kas ir pēdējā daļa jaunam ķīmiskajam procesam biodegvielas ražošanai no celulozes.
Šis process ir viena no daudzajām jaunajām tehnoloģijām, kas tradicionālo degvielu, piemēram, benzīnu un dīzeļdegvielu, ražo no biomasas, nevis no naftas. Atšķirībā no etanola — mūsdienās visizplatītākā biodegvielas veida — šīs jaunās degvielas var viegli izmantot tradicionālajos automobiļos un transportēt ar esošo infrastruktūru. Turklāt tā saražotā reaktīvā degviela uzglabā pietiekami daudz enerģijas, lai darbinātu komerciālās vai militārās lidmašīnas.
Tomēr līdz šim šo moderno biodegvielu ražošanas metodes bieži ir saistītas ar bioloģiskiem procesiem, kuros mikrobi noārda cukurus, kas iegūti no biomasas, tostarp celulozes. Viskonsinas metode varētu izrādīties uzticamāka nekā šie procesi, jo tas ir ķīmisks process, kuru ir vieglāk uzturēt. Turklāt tā ražošanas laikā radušos oglekļa dioksīdu var viegli uztvert – tā ir priekšrocība salīdzinājumā ar tradicionālajām biodegvielām.
Lai celulozi, lielu biomasas sastāvdaļu, pārvērstu degvielā, pētniekiem tā vispirms ir jāsadala vienkāršākos komponentos, piemēram, vienkāršos cukuros. Mikroorganismi pēc tam apstrādā šos cukurus, lai iegūtu šķidro kurināmo. Celulozi var sadalīt, apstrādājot to ar skābēm, taču šīs reakcijas ir grūti kontrolēt – cukuri bieži tiek tālāk pārveidoti par skudrskābi un levulīnskābi. Tā vietā, lai cīnītos pret to, mēs domājām, vai mēs varētu sākt ar nevēlamu produktu, lai ražotu degvielu, saka Džeimss Dumesiks, Viskonsinas-Medisonas universitātes ķīmijas un bioloģiskās inženierijas profesors.
Tā ir pilnīgi atšķirīga pieeja biodegvielas ražošanai, saka Bobs Boldvins, termoķīmisko procesu vadītājs Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijā Golden, CO, kurš nebija iesaistīts darbā. Viskonsinas procesā skābes tiek apvienotas, veidojot gamma-valerolaktonu, rūpniecisku ķīmisku vielu. Katalizatori, kas izgatavoti no silīcija dioksīda un alumīnija oksīda, palīdz to pārvērst gāzē, ko sauc par butēnu, ko viegli pārvērš šķidrā ogļūdeņraža degvielā, tostarp benzīnā un reaktīvo dzinēju degvielā.
Viena no Viskonsinas procesa priekšrocībām salīdzinājumā ar bioloģiskajiem ceļiem uz biodegvielu ir tā, ka tas varētu samazināt siltumnīcefekta gāzu līmeni, saka Dags Kamerons, Piper Jaffray rīkotājdirektors un galvenais zinātniskais padomnieks. Tradicionālās biodegvielas labākajā gadījumā ir oglekļa neitrālas kultūras biodegvielai, kas izvada oglekļa dioksīdu no atmosfēras, bet tas atkal izdalās, kad ražas tiek audzētas un apstrādātas un biodegviela tiek ražota un sadedzināta. Jaunais process rada tīru un augsta spiediena oglekļa dioksīda plūsmu, ko ir viegli uztvert un pastāvīgi uzglabāt. Rezultātā neto oglekļa emisijas varētu būt negatīvas — daļa no augu absorbētā oglekļa dioksīda netiktu atgriezta atmosfērā.
Tomēr ekonomikas jautājumi paliek. Boldvins saka, ka, lai gan process rada augstu vēlamo degvielu ražu, tas prasa lielu skaitu apstrādes posmu, tostarp celulozes atdalīšanu no citām biomasas sastāvdaļām, kas varētu padarīt to dārgu. Tam būs jākonkurē arī ar citiem termoķīmiskiem procesiem, kurus var pielāgot darbam ar biomasu, piemēram, tiem, kas izmantoti ogļu pārvēršanai šķidrā kurināmā.