Газета.Ru
26 февраля 2010, 16:10
Полетим на травке
Разработан процесс, позволяющий получить авиатопливо высокой энергетической емкости из растительных отходов
Биологическое топливо - один из основных трендов последнего времени, наряду с "зеленой химией" и глобальным потеплением. Ученые соревнуются между собой в разработке наиболее эффективных методов переработки растительного сырья как восполнимого источника энергии и наименее энергозатратных методов выделения топлива из ферментационных смесей.
Группа инженеров из университета Висконсина объявила о разработке высокоэффективного и безвредного для окружающей среды метода селективной переработки гамма-валеролактона (лактона валериановой кислоты), получаемого из биомассы, в химический эквивалент авиатоплива. Работу исследователей публикует Science.
Разработанная методика позволяет извлечь из исходной биомассы до 95% энергии и не требует больших количеств водорода.
Группа исследователей, сообщивших об этом открытии, специализируется на переработке целлюлозной биомассы в транспортные топлива. Однако до этого в их методиках был большой недостаток: получаемые сахара расщеплялись до левулиновой (4-оксовалериановой) и муравьиной кислот. Существующие методики не позволяли перерабатывать эти соединения в полезные топлива.
Уйти от образования этих "тупиковых" продуктов никак не удавалось, поэтому технологи разработали принципиально новый подход к разложению углеводов. Вместо того чтобы пытаться изменить его механизм, они сосредоточились на возможных методах конверсии левулиновой и муравьиной кислот синтетическими и каталитическими методами.
Ученым удалось подобрать металлический катализатор, в присутствии которого левулиновая и муравьиная кислота образуют гамма-валеролактон. Сейчас он вырабатывается в небольших количествах как растительная добавка к продуктам питания и парфюмерии.
На следующем этапе было разработано лабораторное оборудование, которое с помощью стабильного в обычных условиях и недорогого катализатора перерабатывает водные растворы гамма-валеролактона в авиатопливо через двухстадийный процесс.
На первом этапе гамма-валеролактон расщепляется на бутен и углекислый газ.
На втором этапе из бутена получают алкеновые олигомеры.
Авторы методики утверждают, что ее использование возможно в промышленных масштабах и не требует особенно сложного оборудования или катализаторов.
Об актуальности исследования говорит то, что до сих пор из биомассы чаще всего получают лишь этанол и другие низшие спирты. Они в больших объемах могут добавляться в бензин, не изменяя свойств и достоинств автомобильного топлива, однако совершенно не могут использоваться как авиатопливо из-за низкой энергоемкости. Кроме того, и для автомобилей спирты могут служить лишь добавкой к алкановому (углеводородному) топливу.
А вот углеводороды, производимые из гамма-валеролактона, практически эквивалентны используемым в современной инфраструктуре (с той разницей, что алканы - углеводороды насыщенного ряда, а алкены - ненасыщенного, и для получения алканов их нужно гидрировать).
До сих пор наибольшую проблему для внедрения нового топлива представляла высокая цена гамма-валеролактона, так как методики его получения были дорогими и несовершенными. Теперь ученые работают над созданием более эффективных и простых методик его промышленной выработки. В качестве сырья для получения данного эфира рассматриваются такие биологические объекты, как древесина, стебли и листва кукурузы, прутьевидное просо и другая непищевая биомасса.
"Как только будет найден эффективный способ промышленного синтеза гамма-валеролактона, путь к неограниченному получению возобновимого авиатоплива будет полностью открыт", - заключают авторы работы....
Авторские права на данный материал принадлежат «Газета.Ru». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Поделиться
Ноябрь 12, 2024
Группа "Аэрофлот" объявляет операционные результаты за октябрь 2024 года
Ноябрь 12, 2024
Разработать документы для капремонта липецкого аэропорта выбрали опытного господрядчика
Ноябрь 12, 2024
Пятое поколение: что демонстрирует Россия на выставке Airshow China 2024
Ноябрь 12, 2024
Кыргызстанская авиация ждет финальный аудит для выхода из черного списка ЕС