Biokütus Maas, Kuid Mitte Väljas: Tseoliitide Tõus

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-03 14:09

Biokütuste väli ei ole sel aastal suutnud taas tähelepanu keskpunkti haarata, nagu ka kõigi suurte uudiste kohta tuule- ja päikeseenergia kohta. Sellest hoolimata sõdivad biokütuse uurijad edasi. Viimane hea uudis biokütuse fännidele tuleb Manchesteri ülikoolist koos toreda USA abiga.

"Optimeeritud tseoliidikatalüsaatori (NbAlS-1) illustreerimine, mis võimaldab väga tõhusal keemilisel reaktsioonil luua buteeni, mis on taastuv energiaallikas, kulutamata muundamiseks suuri energiakoguseid." Krediit: ORNL / Jill Hemman

Uus biokütuse läbimurre, kerge Olefini väljaanne

Pressimaterjalid uue läbimurde jaoks pole veel Manchesteri ülikooli veebisaidil saadaval. Kui leiate neid, visake meile märkus kommentaarilõnga.

Seniks saate kõik mahlakad üksikasjad 16. detsembril ajakirjas Nature avaldatud uuest uuringust, mis on pisut piinavalt üksikasjaliku pealkirja all „Heteroaatomilise MFI tseoliidi poolt katalüüsitud biomassist saadud γ-valerolaktoonist buteenide kvantitatiivne tootmine.”

Kui te ei saa Scilishi lugeda, siis pole muret. Referaadi esimeses ja viimases lauses võetakse uuringu mõte kokku lihtsas inglise keeles:

"Kergete olefiinide tõhus tootmine taastuvast biomassist on tulevaste jätkusuutlike keemiliste protsesside saavutamiseks ülitähtis ja väljakutsuv eesmärk. See uuring pakub väljavaate buteeni kui taastuvate materjalide tootmise platvormkemikaalide säästvaks tootmiseks."

Butaani kasutatakse tavaliselt välitoidukütusena ning seda saab kasutada ka suuremates seadmetes ja sõidukites propaaniga segatuna. Seda saab kasutada ka etüleeni valmistamiseks, mis on hea plastide valmistamiseks.

Hurraa.

Biokütus ja tseoliidid

USA energeetikaministeeriumil on uue biokütuse läbimurde kohta veel palju üksikasju lihtsas inglise keeles, sest agentuuri Oak Ridge'i riiklik labor Tennessee linnas mängis võtmerolli uuringu edukal lõpetamisel.

Kes kirjutas ORNL-i pressiteate, teab kindlasti oma teed ledes. Siin on teaser…

"Manchesteri ülikooli juhitud teadlased on välja töötanud katalüsaatori, mis muudab biomassi märkimisväärselt suure efektiivsusega kütuseallikateks ja pakub uusi võimalusi kõrgtehnoloogiliste taastuvate materjalide tootmiseks."

… ja siin on selgitaja:

"Energiaministeeriumi Oak Ridge'i riiklikus laboris toimuvad neutroni hajutamise katsed mängisid võtmerolli tseoliidikatalüsaatori keemilise ja käitumisdünaamika määramisel. Tseoliit on tavaline poorne materjal, mida kasutatakse kaubanduslikus katalüüsis, et anda teavet selle jõudluse maksimeerimiseks."

Kas teil on kõik see olemas? Täpsemalt kasutas uurimisrühm ORNL-i Spallation Neutron Source'i spektromeetrit VISION, et tseoliidikood teiste seadmete abil üksikasjalikumalt lõhkuda.

Arva ära, see vibreerib.

Neile teist, kes on katalüsaatorite teema jaoks uus, on põhiidee, et süsinik, hapnik ja vesinik on tihedalt seotud, näiteks puidu kujul. Sellepärast on valus, kui palgiga üle pea lüüakse.

Nende sidemete purustamiseks vajate ülimalt kõva kolju. Või võite katalüsaatori abil lihtsalt keemilise reaktsiooni esile kutsuda.

Biokütus ja energiatõhusus

Siin saavad asjad huvitavaks. Reaktsiooni jätkamiseks vajate ka rohkelt energiat, tavaliselt soojuse kujul. Nagu kirjeldas ORNL, vajavad mõned võlakirjad enne purunemist temperatuuri 1, 800 ° F või rohkem.

Niisiis, kõik, mida saate katalüsaatori efektiivsemaks muutmiseks teha, mõjutab otseselt protsessi jaoks vajalikku energiat.

Tseoliit on vulkaanilist päritolu vahtulaadse struktuuriga mineraal. See on väga poorne ja seda kasutatakse tavaliselt veepuhastussüsteemides ja nendega seotud toimingutes. Tseoliit on süsinikdioksiidi kogumise süsteemides ka uus materjal, nii et see on olemas.

Väljakutse seisneb selles, et seal on kümneid erinevaid kaubanduslikult saadaval olevaid tseoliite, kus veel palju riiulil istuvaid inimesi ootab, kuni keegi neid avastab.

Niisiis, VISIONi seadmed olid Manchesteri koputatud tseoliidi tõhususe täpsustamiseks hädavajalikud.

Labori andmetel on uue tseoliidikatalüsaatori saagis üle 99%, samas kui see nõuab palju vähem energiat kui tavalised katalüsaatorid.

Salakaste oli kombinatsioon nioobiumi ja alumiiniumi aatomitest, mille Manchesteri meeskond hiivas räniaatomitest välja hiilides tseoliidi sisse.

Kuidas sulle meeldiks, kui keegi valssiks ja mängiks su aatomitega ringi? See paneks sind ilmselt uimaseks ja see juhtus tseoliidiga. See muutus tasakaalust välja. Selles olekus oli see efektiivsem elementaarsidemete purustamisel, vähendades oluliselt protsessi jätkamiseks energiavajadust.

Naftale hüvasti jätmine

Mis puudutab kergetest olefiinidest, siis ülemaailmsed nafta- ja gaasigigandid on naftakeemiaäri poole kaldunud kui maandumine nõudluse vähenemise vastu transpordi- ja energiasektoris (vaadates teid, ExxonMobil).

Kuid uus uuring heidab külma vett naftakeemia kvartali päästmise pikaajalistele väljavaadetele vaatamata mõnedele suurtele uutele investeeringutele selles valdkonnas (vaadates teid, Saudi Aramco).

ORNL tsiteerib Manchesteri ülikooli juhtivat autorit Longfei Lini.

"Varasemad katalüsaatorid, mis toodavad puhastatud hapnikuga ühenditest buteeni, vajasid palju energiat või äärmiselt kõrgeid temperatuure," selgitas ta. "See uus katalüsaator muundab hapnikku sisaldavaid toorühendeid otseselt palju leebemates tingimustes ja oluliselt vähem energiat kasutades ning on keskkonnasõbralikum."

Igatahes on see lisaks biokütuse tööstusele hea uudis ka rohelise keemia liikumise jaoks, mis on fossiilidest saadud keemilised ehitusplokid asendanud taastuvate, biopõhiste materjalidega nii kiiresti kui võimalik.

Tekkiv taastuvvesiniku turg on veel üks näitaja, mis näitab, et globaalne fossiilitööstus on inimeste valmistamise (ja põletamise) pika ajaloo jooksul aeglaselt, kuid kindlalt külgribale.

CleanTechnica pöördub ORNL-i poole, et saada rohkem VISION-põhiseid uudiseid taastuvenergia kohta, nii et olge sellega kursis.