Водородът като алтернативно гориво
Сериозен отговор на въпроса за горивото
Учените разработват технологии за използване на отпадъчния глицерол в синтеза на ценен водород.
Знаете ли вече, че бензинът и дизелът днес съдържат поне 2,5% биогорива? До 2010 г. тази цифра ще нарасне до 10%. И ако шофьорите не забележат разликата при зареждане с гориво, тогава атмосферата със сигурност ще забележи и оцени: благодарение на това емисиите на въглероден диоксид ще бъдат намалени с милиони тонове през следващите няколко години.
Възможно ли е биогоривата, като помагат за решаването на един значим екологичен проблем, да създадат друг? За Валери Дюпон от университета в Лийдс възходът на биогоривата означава лепкав проблем. За всеки тон биодизел, произведен от растително масло, около 100 kg гъст, вискозен глицерин остават като страничен продукт. Годишното производство на 68 милиарда литра биодизел в Европейския съюз носи около 680 хиляди тона суров глицерин. И въпреки че част от течността със сладък вкус може да бъде пречистена и впоследствие използвана във фармацевтичната или хранително-вкусовата промишленост, големи количества от нея все още няма да са необходими.
DuPont, доктор по енергетика на гориво, се надява да превърне това нарастващо езеро от нискокачествена утайка в ценен водород. Произведен от растително масло и метанол, биодизелът е заместител на конвенционалния дизел, който също се използва за генериране на електричество, когато се използва дизелов генератор. Но екологично настроените шофьори не осъзнават, че глицеринът създава проблеми.
„Глицеринът е гъст, вискозен и пълен с кислород, но не е лесно да се изгори“, казва DuPont. „Никой не знае какво да прави с него в такива количества. Не е намерено истинско решение."
отповечето отпадъчен глицерин се изхвърля чрез изгарянето му, но тези мерки не са достатъчни. Изгарянето на глицерин в електроцентрала може да бъде решение, но DuPont казва, че непълното преобразуване на енергията и неефективното изгаряне водят до замърсяване на околната среда.
Формулата на глицерина е C3H5 (OH)3. Молекулата му се състои от 3 въглеродни атома, 3 кислородни и 8 водородни атома. Ако освободите водород, тогава ще имате богат източник на гориво с възобновяеми ресурси. Понастоящем водородът се произвежда главно чрез парна конверсия на природен газ метан (CH4), което води до водород и въглероден оксид.
„Тъй като глицеролът съдържа повече водород от метан, ние вярваме, че производството на водород от глицерол е по-жизнеспособна алтернатива“, казва DuPont.
Въз основа на предишна научна работа, DuPont и колеги емпирично извличат жизнеспособен процес за извличане на чист водород (H2) и въглероден диоксид (CO2) от глицерол.
„Процесът, който предлагаме, е алтернатива на традиционните методи. Резултатът е нещо по-ценно от нискокачествен страничен продукт“, казва DuPont. „В допълнение, този процес е близо до неутрален, тъй като CO2 не се произвежда от изкопаеми горива.“ Проектът използва прототип на химическа реакция, с помощта на който могат да бъдат намерени отговори на много практически въпроси,включително ефектите от замърсяването. DuPont предлага също да разгледаме процеса от гледна точка на околната среда, като се стремим към синтеза на водород с висока чистота, идеален за горивни клетки.
„Ако всичко върви добре, може да видим възход и дори спад“, казва DuPont. "Ако имаме готова реакция за извличане на водород от глицерол, това ще бъде много интересен процес по отношение на производството на енергия."
Докато водородът е идеален за горивни клетки, газът се използва в по-голяма степен в производството на торове, химическите заводи и хранително-вкусовата промишленост. Извличането на водород от природен газ или дори електролиза от вода обаче е скъпо и необещаващо. Логично е да се намери друг източник.
Мономерен импулс
„Водородът е признат за основното гориво на бъдещето за нисковъглеродни енергийни системи като транспортно гориво и автоматизирано производство на горивни клетки“, казва DuPont.
Професор Греъм Хъчингс от Кардифския университет обмисля други възможности. Той работи по финансиран от правителството изследователски проект с Imperial College и Cambridge, за да се опита да намери различни приложения на глицерина.
„Има така наречения проблем с глицерина и хората търсят начини да го решат и се опитват да направят нещо друго с глицерина, освен да горят. Извличането на водород от него е страхотна идея“, казва професорът.
Проектът, по който работи професорът, има за цел да намери отговори как глицеринът да се превърне в ценни мономери за производството на пластмаси, биоразградими разтворители и дори аромати. Има няколко теми в процес на разработка, в момента класифицирани.
„Търсим нещо, което може да намери истинскотоприложение“, казва Хъчингс. Това са биоразградими полимери за производство на найлонови торбички или разтворители за бои. Ако екипът от учени успее, тогава излишъкът от глицерин ще се превърне от проблем в добродетел.
Превод: Роман Гришаев