211service.com
Notīriet dīzeļdegvielu no oglēm
Palielinoties naftas cenām un pieaugot bažām par ASV atkarību no ārvalstu naftas, ogles kļūst par arvien pievilcīgāku alternatīvu kā izejvielu dažādu degvielu ražošanai. Tagad ķīmiķi ir izgudrojuši jaunu katalītisko procesu, kas varētu palielināt tīras dīzeļdegvielas veidu, kas ražots no oglēm.
Metode, kas aprakstīta pašreizējā žurnāla numurā Zinātne , izmanto pāris katalizatorus, lai uzlabotu dīzeļdegvielas iznākumu no Fišera-Tropša (F-T) sintēzes — gandrīz gadsimtu vecas ķīmiskās metodes oglekļa monoksīda un ūdeņraža reakcijai, lai iegūtu ogļūdeņražus. Gāzu maisījumu iegūst, karsējot ogles. Lai gan Vācija izmantoja procesu Otrā pasaules kara laikā, lai pārvērstu ogles par degvielu saviem militārajiem transportlīdzekļiem, F-T sintēze parasti ir bijusi pārāk dārga, lai konkurētu ar naftu.
Daļa no F-T procesa problēmas ir tā, ka tas rada ogļūdeņražu maisījumu, no kuriem daudzi nav noderīgi kā degviela. Taču jaunākajos pētījumos Alans Goldmens , ķīmijas un ķīmiskās bioloģijas profesors Rutgers Universitātē un Moriss Brūkhārts , Ķīmijas profesors Ziemeļkarolīnas Universitātē Chapel Hill, izmanto katalizatorus, lai pārvērstu šos nevēlamos ogļūdeņražus dīzeļdegvielā. Katalizatori darbojas, pārkārtojot oglekļa atomus, pārveidojot, piemēram, sešu oglekļa atomu ogļūdeņražus par divu un desmit oglekļa atomu ogļūdeņražiem. Desmit oglekļa versija var darbināt dīzeļdzinējus. Pirmais katalizators noņem ūdeņraža atomus, kas ļauj otrajam katalizatoram pārkārtot oglekļa atomus. Tad pirmais katalizators atjauno ūdeņradi, veidojot degvielu.
Šādi ražotai dīzeļdegvielai ir vairākas iespējamās priekšrocības. Parastā dīzeļdegviela satur molekulas, ko sauc par aromātiskām vielām, kuras, sadedzinot, rada daļiņas, saka Goldmens. Bet dīzeļdegviela, ko veido jaunie katalizatori, nesatur aromātiskās vielas, tāpēc deg daudz tīrāk, pārvarot vienu no lielākajiem iebildumiem pret dīzeļdegvielu. Tas varētu novest pie tā, ka vairāk transportlīdzekļu izmantos dīzeļdzinējus, kas ir par aptuveni 30 procentiem efektīvāki nekā benzīna dzinēji.
Taču lielākā priekšrocība var būt tā, ka Amerikas Savienotajām Valstīm ir milzīgs daudzums ogļu: mums ir tikpat daudz enerģijas oglēs, cik pārējai pasaulei ir nafta. Ar to pietiks, lai izturētu nākamos simts gadus, saka Goldmens. Tādējādi efektīvāka un līdz ar to lētāka metode ogļu pārveidei par dīzeļdegvielu varētu ievērojami samazināt ASV atkarību no ārvalstu naftas, un to darīt ilgu laiku.
Kad es to redzēju, es domāju, ka tas tiešām ir lielisks ieguldījums, kas varētu būt ļoti svarīgs, saka Ričards Šroks , MIT ķīmijas profesors, kurš uzvarēja Nobela prēmija ķīmijā 2005. gadā kopā ar diviem citiem zinātniekiem par otrajā posmā izmantotā katalizatora veida atklāšanu. Viņš saka, ka divu katalizatoru apvienošana šādā veidā ir diezgan reti sastopama. Jūs nevarat vienkārši apvienot divas lietas un gaidīt, ka iegūsit gaidītos rezultātus.
Saskaņā ar Roberts Grubs , Caltech ķīmijas profesors, kurš kopā ar Schrock saņēma Nobela prēmiju. Galvenais ir atrast katalizatoru sistēmas, kas ir saderīgas un darbosies temperatūrā, kurā jūs varat veikt abus procesus kopā.
Šobrīd jaunā katalītiskā metode joprojām ir koncepcijas pierādījums un nav gatava komerciālai lietošanai. Piemēram, otrajam katalizatoram ir tendence sabojāties. Bet Šroks saka, ka šai problēmai vajadzētu būt atrisināmai: teorētiski ir iespējams, ka tas varētu kļūt praktiski. Es nosūtīju e-pastu Alanam Goldmanam un teicu: 'Skatieties, mums ir daudz katalizatoru, un es varu iedomāties dažas lietas, kas varētu būt termiski stabilākas.' Tāpēc es nosūtīšu viņam dažus katalizatorus, un viņš dosies. lai tās izmēģinātu.
Var būt arī iespējams izgatavot katalizatorus, kas izmanto produktus no pirmās reakcijas, lai atjaunotos. Tad katalizators nemirtu, un jūs faktiski varētu turpināt reakciju, saka Šroks.
Hope lapas attēls ar Džozefa Blumberga pieklājību. Paraksts: Pēcdoktorantūras līdzstrādniece Ritu Ahuja demonstrē katalizatora materiālu absolventei Elizabetei Pelčarai un profesoram Alanam Goldmanam.