|
В поиске незагрязняющих окружающую среду источников энергии, часто говорят о больших перспективах водородного топлива. В настоящее время, большинство водорода производится из ископаемых видов топлива, таких, как природный газ, с использованием многоступенчатых и высокотемпературных процессов. Но химикам Висконсин-Медисонского Университета удалось разработать новый эффективный процесс, с помощью которого можно производить дешевое водородное топливо непосредственно из ботвы растений.
Этот источник водорода является нетоксичным и негорючим и поэтому его можно безопасно транспортировать в обычной таре в виде сухого твердого сырья.
В статье, опубликованной 29 августа в журнале Nature, за авторством ученого-исследователя Рэнди Кортрайта, аспиранта Рупали Давда и профессора Джеймса Думесика, описывается процесс, по средством которого глюкоза, являющаяся источником энергии и используемая большинством растений и животных, преобразуется в водород, углекислый газ и газовые алканы с водородом, составляет 50 процентов от состава продукта. Более очищенные молекулы, типа этиленгликоли и метанола, почти полностью преобразуются в водород и углекислый газ.
"Этот процесс не скажется на глобальном потеплении, поскольку он нейтрален", говорит Кортрайт. "Двуокись углерода производится как побочный продукт, но биомасса растения, которая вырастает на полях для последующего производства из нее водородного сырья, вберет в себя тот объем выпущенного углекислого газа на следующий год, трансформируя его в углерод."
Глюкоза производится в больших количествах, например, в форме кукурузной патоки (из кукурузного крахмала), но может также быть сделана из сахарной свеклы или дешевых отходов биомассы бумажной фабрики, сыворотки сыра, кукурузной ботвы или древесных отходов.
Получение водорода будет тем выше, чем большее количество очищенных молекул глюкозы удастся получить из исходного сырья. Поэтому, ненужные отходы биомассы, вероятно, будут самым экономичным и эффективным сырьем для производства энергии.
"Мы полагаем, что мы сможем сделать усовершенствования к катализатору и реактору, которые увеличат количество водорода, который мы получаем из глюкозы", говорит Думесик. "Побочный газовый продукт насыщенных ациклических углеводородов (алканы) может использоваться как источник энергии для двигателя внутреннего сгорания или как твердо-окисный топливный элемент. И требуется очень мало дополнительной энергии, чтобы запустить этот процесс."
Поскольку данный процесс, разработанный химиками Висконсин-Медисонского Университета, происходит в жидкой фазе и при довольно невысоких температурах (до +227° C), водород производится без необходимости выпаривания воды. Эта технология представляется более совершенной, в сравнении с производством топливного этанола или другими обычными методами получения водорода из ископаемых видов топлива, основанных на фазе выпаривания и преобразующих в ней процессах.
Кроме того, такие низкие температуры, при которых удается получать водородное топливо, - результат очень низкой концентрации угарного газа (СО), что позволяет производить искомый топливный элемент путем полной отсортировки водорода при первом же процессе извлечения. Малое количество СО в полученном водородном топливе снижает до минимума те недостатки, которые стояли на пути использования этого топливного элемента на практике. А причина состояла в том, что большие концентрации СО выводят из строя электродные поверхности низкотемпературных водородных топливных элементов.
Оценки будущих объемов водородного топлива, которое может быть получено путем переработки отходов биомассы растений, показали, что данный процесс может послужить эффективным производством экологически чистой и дешевой электроэнергии.
До окончательной отладки этой технологии исследователям предстоит несколько усовершенствовать этот процесс. Платиновые катализаторы, которые запускают всю реакцию по выработке водорода, очень дорогие и необходимо подобрать новые комбинации катализаторов, чтобы получить более высокие объемы водорода из большего количества концентрированных растворов отходов биомассы, содержащих сахар.
Информация для контакта:
| 
