Исследователи из UMaine открыли революционный процесс производства биотоплива
Исследователи уже давно заинтересованы в использовании отходов в качестве источника биотоплива. Инженер из Университета штата Мэн и его исследовательская группа обнаружили революционно новый химический процесс, который может превратить лесосечные отходы, наряду с другими материалами, такими как твердые бытовые отходы, травы и строительные отходы, в углеводородное топливо.
По оценкам Лесной службы за 2008 год, количество древесины в штате Мэн, в том числе зеленой биомассы составляет около 6 млн. тонн. Имея новое топливо можно сократить расходы до 120 млн. галлонов бензина, дизельного топлива, масла и керосина для отопления. Кроме того, американский транспорт, который зависит от углеводородного топлива из-за высокой плотности энергии, мог бы выиграть за счёт революционной находки.
Новое топливо, на основе смешанной карбоксилат платформе было разработано М. Клейтоном Уилером (M. Clayton Wheeler), главой UMaine, аспирантом химической и биологической инженерии, и студентами в его лаборатории. Был определен ряд свойств, которые делают его подходящим drop-in топливом (биотопливо 2го поколения), для использования в ряде топливных баков и трубопроводах, в отличие от многих углеводородных видов топлива, широко представленных в настоящее время на рынке.
На раннем этапе анализа продукта UMaine было установлено, что температура кипения, позволяет производить из него топливо для реактивных двигателей, дизельное топливо и бензин. Дальнейшие исследования норм выбросов будут необходимы для того, чтобы использовать топливо UMaine в транспортных средствах.
Процесс, при котором получается топливо известный как Тепловое Дезоксигенирование или TDO, относительно прост, говорит Уилер, и будет работать на целлюлозе, найденной в лесу или других веществах, которые содержат клетчатку и углеводы.
Тепловое Дезоксигенирование или TDO
“Процесс уникален”, говорит Уилер. “Никто еще в мире не делает подобного”.
TDO процесс начинается с преобразования целлюлозы в органические кислоты. Кислоты в сочетании с гидроксидом кальция образуют соли кальция. Эти соли нагреваются до 450 градусов Цельсия (900 градусов по Фаренгейту) в реакторе, который постоянно перемешивает соли. Это приводит к реакции, в результате чего получается темно-янтарное масло.
Реакция удаляет почти весь кислород из масла, что является ключевым шагом, который отличает процесс от других TDO процессов получения биотоплива. Кислород удаляется вместе с углекислым газом и водой, без необходимости какого-либо внешнего источника водорода для удаления кислорода.
“Биомасса содержит много кислорода. Кислород становится мертвым грузом и не дает никакой энергии, когда вы используете его в качестве топлива”, говорит Уилер. “Если вы собираетесь сделать углеводородное топливо, в первую очередь вы должны удалить кислород из биомассы. Это можно сделать с помощью водорода, который стоит дорого, а также снижает энергетическую эффективность процесса. Наше масло содержит менее 1 процента кислорода. Никто другой не сделал ничего подобного”.
Исследователи из лаборатории Уилера в UMaine недавно использовали неочищенные, смешанные карбоксилаты, которые были получены из отходов продуктовых магазинов, таких как банановая кожура, картонные коробки, чтобы сделать партию топлива. Использование твердых бытовых отходов иллюстрирует еще один важный момент потенциала топлива UMaine — оно ??не требует чистых источников целлюлозы, что делает процесс TDO и в результате само топливо еще более привлекательным. Многие другие пути к углеводородам требует очищенного сырья или промежуточных продуктов, которые добавляют сложность и стоимость процесса.
“Вам не нужно чистой древесины или чистой целлюлозы”, говорит Уилер.
Уилер и его команда уже имеют возможность производить несколько литров топлива в месяц в лаборатории.
По данным Университета Мэн
© 2011 Мир Инноваций
