Palivo do dieselových motorů z obilí  
Na technické fakultě Wisconsinské university v Madisonu přišli na nový způsob, jak udělat z uhlohydrátů palivo podobné naftě.

 

Zvětšit obrázek
Profesor James Dumesic vesvém království s konvertorem. Foto: University Of Wisconsin-Madison

Zatímco u nás se pitváme vtom, zda pálení přebytečného obilí má větší rozměr etický, ekonomický nebo technologický, studenti z Wisconsinu se svým učitelem ukazují, že přebytečné obilí lze využít mnohem ekonomičtěji.


Prestižní vědecký časopis Science ve svém posledním čísle přináší informaci o tom, jak tři studenti university George Huber, Juben Chheda, Chris Barrett společně se svým profesorem Jamesem Dumesicem vypracovali postup, při kterém ve  čtyřfázovém katalytickém reaktoru, dokáží  obilí a obdobnou, na uhlohydráty bohatou biomasu, přeměnit na tekuté alkany.

Zvětšit obrázek
Postgraduální student chemie a biologie George Huber předvádí jak se alkany od vody oddělují i bez dodání energie. Foto: University Of Wisconsin-Madison

Vzniklé alkany  jsou zcela bez síry a sirných sloučenin.  Jsou tedy ideální přísadou do nafty, která je  určená k pohonu dieselových motorů.


Student Huber se vyjadřuje o systému katalýzy jako o „velmi efektivním procesu, při kterém z energie uložené v obilí ve formě uhlohydrátů, jsou schopni  transformovat do paliva 90% původní energie.“ Tady bychom mohli  namítnout - nic nového pod sluncem. I u nás, když  zrovna obilí nepálíme, necháváme ho zkvasit na etanol, a ten pak používáme jako přísadu do benzínů. Jeden rozdíl tu ale mezi jejich a naším přístupem přece jen je. Nový způsob přeměny na alkany je dvakrát účinnější.  


 

Zvětšit obrázek
Schema přeměny uhlohydrátů na palivo do motorů. Obr.: University Of Wisconsin-Madison

Bližší srovnání
Při získávání etanolu z uhlohydrátů padne na procesy spojené s fermentací a destilací přibližně 67 % energie. Největším žroutem energie je destilace, protože se musí provádět až do vysokého stupně čistoty. Etanol s příměsí vody by se jako přísada do benzinu neosvědčil. Při získávání etanolu platí, že na každou vloženou jednotku energie získáme zpět 1,1 jednotky.
 Alkany jsou lehčí než voda a tak se ze směsi oddělují samy. Není tedy potřeba roztok zahřívat a provádět destilaci. Výsledkem je, že při tomto procesu na každou vloženou jednotku energie, jich získáme dvojnásobek (2,2 jednotek).
„Palivo, které vyrábíme, uchovává značné množství vodíku“, říká Dumesic. „Každá molekula vodíku se využije při přeměně atomu uhlíku obsaženém v uhlovodících na alkany. Účinnost  je vysoká, takže se při tomto procesu  mnoho uhlíku netratí. Uhlík zde má funkci jako jakýsi účinný převaděč energie určené pro pohon vozidel. Je to dost podobný způsob tomu,  jaký používají naše těla. Ty také využívají uhlohydrátů k uchování energie.“
  Pokud rostliny, nebo dřevo, vysušíme, tak přibližně 75% z  jejich hmotnosti tvoří uhlohydráty. Protože UW-Madisonský proces, jak autoři svůj objev  nazývají, je schopen pracovat se směsí uhlohydrátů ke zpracování na kapalné palivo lze proto použít celou řadu plodin a jejich částí.


Závěr
Pokud uvěříme autorům projektu, jsou stávající energetické náklady na získávání biomasy srovnatelné, a nebo jsou dokonce nižší, než jsou energetické náklady  potřebné pro získání odpovídajícího množství surové ropy. A to znamená důležitý krok k efektivnímu využívání dostupných zdrojů biomasy.    

 Pramen: University of Wisconsin-Madison


Alkany – opáčko:

 

  • Jsou to nasycené acyklické uhlovodíky obecného vzorce CnH2n+2 přítomné především v zemním plynu a ropě.
  • Poměrně málo reaktivní látky. První čtyři , methan až butan, jsou za obyčejné teploty plyny.  Alkany které obsahují 4 . 15 uhlíků jsou kapaliny a alkány s více než 15 uhlíky jsou pevné látky. 
  • vyšší jsou kapaliny připomínající svým zápachem benzín, jehož jsou také základní složkou.
  • Alkany s více než 15 uhlíkovými atomy jsou tuhé, vosku podobné látky.
  • V systematickém názvosloví mají zakončení - an.
  • Tvoří homologickou řadu , ve které se každý vyšší alkan liší od předchozího o homologický přírůstek - CH2 -, methylenovou skupinu.
  • Nejvýznamnější reakcí alkanů je jejich reakce s kyslíkem, při níž se uvolňuje velké množství energie a která má ohromný praktický význam zejména pro vytápění průmyslových objektů i domácností a pro pohon nejrůznějších motorů.
  • Z chemického hlediska je hoření alkanů velmi složitý chemický děj radikálového charakteru. Konečným produktem oxidace alkanů je oxid uhličitý a voda, avšak při nedostatku kyslíku je jedním z produktů prudce jedovatý oxid uhelnatý, jehož záludnost spočívá v tom, že je bez zápachu.
  • První čtyři alkany mají historický název - methan, ethan, propan a butan.
    Další názvy se tvoří přidáním koncovky -an ke kmeni řecké číslovky.
Datum: 07.06.2005 02:17
Tisk článku

Ekologie a životní prostředí - Červinka P.
 
 
cena původní: 169 Kč
cena: 150 Kč
Ekologie a životní prostředí
Červinka P.

Diskuze:

Vidíte přátelé,

Ladislav Písařík,2009-02-06 13:18:50

a neuběhlo ani mnoho let a nikdo nepotvrdil předpoklad,že biopaliva jsou levnější než ropa. Ba naopak se tiše šeptá, že na 1 l bionafty je spotřebováno 1,5 l nafty.
Ale pro ekologisty to stále zůstává předmětem víry ( Přikázání první: v biopaliva věřiti budeš!) a pro ty ostatní okolo předmětem dobrého kšeftu.
Vykácené pralesy v Brazilii mlčí.

Odpovědět

to není ono

Ucholák,2007-03-05 15:44:36

To není ono. Budoucí brzký objev nové technologie výroby energie z odpadu, smetí,... bude zřejmě vyžadovat nový vhled (zjevení) z oblasti fysiky...

Odpovědět

zajímave, ale

Ucholák,2007-01-29 13:28:45

Je to jistě zajímavé, ale znalci vědí, že brzký průlom v energetice nastane v USA, ne v Evropě nebo Japonsku. V USA bude brzy objevena nová technologie výroby ???? energie prakticky z ničeho, z odpadu.... která zcela nahradí potřebu ropy z ciziny.

Odpovědět

Nepřesnosti

Hawkzn,2005-06-11 22:30:57

Pojem uhlovodany je už silně archaický v současné době se používá termín sacharidy. (cukry, v tomhle případě škroby....).

To, že alkany jsou lehčí než voda na jejich vzájemnou rozpustnost vliv prakticky nemá. BTW již zmíněný etanol je také lehčí než voda. Je to v něčem jiném. V rozdílu jejich polarit. Čím je tento rozdíl větší tím jsou kapaliny vzájemně hůře mísitelné. Alkany jako uhlovodíky jsou skoro naprosto nepolární. Kdežto voda je vysoce polární. S poměrně polárním lihem se proto mísí snadno, kdežto s nepolárním benzínem(také prakticky směs alkanů) velmi špatně.

Odpovědět

ad překlad

alash,2005-06-09 15:09:45

"carbohydrates" radši překládat jako cukry(leckdo z těch,kdo má celkem představu co to cukry jsou možná neví že jiný(dost špatný,to už radši kysličníky namísto oxidů:)) název pro cukry je právě uhlohydráty(nebo ještě spíše uhlovodany))

a zajímalo by mě jak dostávají nečistotoy z těch alkaů..protože tam skoro určitě nějaké budou(respektivě ve schématu je nakreslené že vstupují uhlohydráty...ale ve skutečnosti tam vstupuje ne až tak homogenní rostlinná biomasa..nebo je předem nutno ji nějak pročisti?)

a jak se dívám na schéma tak "gas-liquid separator"
není rozhodně odlučovač kapalného plynu(kapalný plyn..pěkný oxymorón)ale něco co odděluje plyn od kapaliny

stejně díky za článek

Odpovědět


uhlovodany

pazdera,2005-06-09 15:49:56

Uhlohydráty počeštěny na uhlovodany. Podrobnosti, jak separují ty nečistotoy, to také spatřuji jako velký problém. Pokud jej již mají vyřešen, tak si podrobnosti autoři nechávají pro sebe. A ani se jim moc nedivím.
Odlučovač ponechávám. Měnit text v obrázku a obrázky zaměňovat, to je hrozná práce. Takhle se mohou alespoň pousmát.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace