Серьезный ответ на топливный вопрос

Ученые разрабатывают технологии, чтобы использовать ненужный глицерин в синтезе ценного водорода.

Вы уже знаете, что бензин и дизельное топливо сегодня содержат как минимум 2,5% биотоплива? К 2010 году этот показатель возрастет до 10%. И если автомобилисты не будут замечать разницы при заправке, то уж атмосфера заметит и оценит непременно: благодаря этому выбросы углекислого газа сократятся на миллионы тонн за следующие несколько лет.

Возможно ли, что биотопливо, помогая решить одну существенную проблему окружающей среды, создает другую? Для Валери Дюпон из Университета Лидс рост использования биотоплива означает возникновение «вязкой» проблемы. На каждую тонну биодизеля, сделанного из растительного масла, в качестве побочного продукта остается около 100 кг густого вязкого глицерина. Ежегодное производство 68 млрд литров биодизеля в Евросоюзе приносит около 680 тысяч тонн сырого глицерина. И хотя часть сладкой на вкус жидкости может быть очищена и использована впоследствии в фармацевтике или пищевой промышленности, большие объемы ее все равно не понадобятся.

Озеро ила

Дюпон, доктор философии в топливной энергетике, надеется превратить это растущее озеро низкосортного ила в ценный водород. Произведенный из растительного масла и метанола биодизель является заменой обычному дизелю, который используется в том числе и для выработки электрической энергии, когда применяется дизель генератор. Но автомобилисты с «зеленым» складом ума не понимают, что глицерин создает проблемы.

«Глицерин густой, вязкий, кроме того полон кислорода, но его не так легко сжечь», говорит Дюпон. „Никто не знает, что с ним делать в таких количествах. Реальный выход не найден“.

От большинства ненужного глицерина избавляются, сжигая его, но этих мер недостаточно. Сжигание глицерина на электростанции могло бы служить выходом, но, заявляет Дюпон, неполное превращение энергии и неэффективное сгорание приводят к загрязнениям окружающей среды.

Формула глицерина – C3H5 (OH)3. Его молекула состоит из 3 атомов углерода, 3 – кислорода и 8 атомов водорода. Если высвободить водород, то у вас будет богатый источник топлива с обновляемыми ресурсами. В настоящее время водород главным образом получается при паровом преобразовании природного газа метана (CH4), в результате чего получается водород и моноксид углерода.

«Так как глицерин по сравнению с метаном содержит больше водорода, мы считаем, что получение водорода из глицерина является более действенной альтернативой», говорит Дюпон.

Основываясь на более ранней научной работе, Дюпон и его коллеги опытным путем выводят жизнеспособный процесс добычи чистого водорода (H2) и углекислого газа (CO2) из глицерина.

18-месячный проект стоимостью 270 тысяч фунтов стерлингов предусматривает смешение глицерина с паром в присутствии катализатора и при регулируемых давлении и температуре. Адсорбент CO2 многократного использования подтверждает тот факт, что моноксид углерода (CO) вступает в полноценную реакцию с паром, производя даже больше водорода и углекислого газа.

«Процесс, который мы предлагаем, является альтернативой традиционным методам. В результате производится нечто более ценное, чем низкосортный побочный продукт», утверждает Дюпон. „Кроме того, процесс этот близок к нейтральному, так как CO2 производится не из ископаемого топлива“. В проекте используется прототип химической реакции, с помощью которой могут быть найдены ответы на многие практические вопросы, включая последствия загрязнений. Также Дюпон предлагает смотреть на процесс с точки зрения безопасности окружающей среды, стремясь к синтезу водорода высокой чистоты, идеального для топливных элементов.

«Если все пойдет хорошо, мы сможем заметить повышение и даже понижение», говорит Дюпон. „Если у нас будет готовая реакция извлечения водорода из глицерина, это станет весьма интересным процессом с точки зрения производства энергии“.

В то время как водород идеально подходит для топливных элементов, газ в большей степени используется в производстве удобрений, на химических заводах и в пищевой промышленности. Однако добывать водород из природного газа или даже электролизом из воды дорого и бесперспективно. Имеет смысл найти иной источник.

Мономерный импульс

«Водород признан основным топливом будущего для низкоуглеродных энергетических систем, таких как транспортное топливо и автоматическое производство топливных элементов», говорит Дюпон.

Профессор Грехам Хатчингс из Университета Кардиф рассматривает и другие возможности. Он работает над финансируемым правительством исследовательским проектом совместно с Имперским колледжем и Кембриджем, пытаясь найти различные способы применения глицерина.

«Существует так называемая глицериновая проблема, и люди ищут пути ее решения и пытаются сделать с глицерином что-то              еще помимо сжигания. Извлечение из него водорода – отличная идея», считает профессор.

Проект, над которым трудится профессор, направлен на поиск ответов, как превратить глицерин в ценные мономеры для производства пластмассы, поддающихся биологическому разложению растворителей и даже ароматов. В разработке несколько тем, в настоящее время засекреченных.

«Мы ищем что-то , что может найти реальное применение», заявляет Хатчингс. Это биологически разлагающиеся полимеры для производства пластиковых сумок или растворители для красок. Если команда ученых достигнет успеха, то избыток глицерина из проблемы превратится в достоинство.

Перевод: Роман Гришаев

10.12.2008

Оценка: