Как Биобутанол може да се използва като моторно гориво

Биобутанолът е четири въглероден алкохол, получен от ферментацията на биомаса. Когато се произвежда от суровини на петролна основа, обикновено се нарича бутанол. Биобутанолът е в същото семейство като други общоизвестни алкохоли, а именно едновъглероден метанол и по-добре познатите двувуглеродни алкохоли етанол. Значението на броя на въглеродните атоми във всяка дадена молекула алкохол е пряко свързано с енергийното съдържание на тази конкретна молекула. Колкото повече въглеродни атоми присъстват, особено в дългите вериги от въглерод-въглерод, толкова по-плътна е енергията.

Пробивите в методите за преработка на биобутанол, а именно откриването и развитието на генетично модифицирани микроорганизми, постави началото на биобутанола да надмине етанола като възобновяемо гориво. Веднъж считан за използваем само като индустриален разтворител и химическа суровина, биобутанолът показва голямо обещание като двигател гориво поради благоприятната си енергийна плътност и той връща по-добра икономия на гориво и се счита за превъзходно моторно гориво (в сравнение с етанола).

Биобутанолът се получава главно от ферментацията на захарите в органични суровини (биомаса). Исторически, до около средата на 50-те години, биобутанолът се ферментира от прости захари в процес, при който се получава ацетон и етанол в допълнение към компонента на бутанола. Процесът е известен като ABE (ацетон бутанол етанол) и е използвал неофициални (и не особено сърдечни) микроби като Clostridium acetobutylicum. Проблемът с този тип микроби е, че той е отровен от самия бутанол, който произвежда, след като концентрацията на алкохол се повиши над приблизително 2 процента. Този проблем с обработката, причинен от присъщата слабост на микробите с общ клас, плюс евтин и изобилен (по онова време) петролът отстъпи мястото на по-простия и по-евтин метод на рафиниране от петрол бутанол.

Моят, как се променят времената. През последните години цените на петрола се насочват непрекъснато нагоре и доставките в световен мащаб се увеличават по-стегнати и по-стегнати, учените преразгледаха ферментацията на захарите за производството на Биобутанол. Изследователи постигнаха голям напредък в създаването на „дизайнерски микроби“, които могат да понасят по-високи концентрации на бутанол, без да бъдат убивани.

Способността да издържат на тежки алкохолни среди с висока концентрация, плюс превъзходния метаболизъм на тези генетично засилени бактерии ги е укрепил с издръжливостта, необходима за разграждането на здравите целулозни влакна на суровини от биомаса, като пулп и дървесина. просото. Вратата е отворена и реалността на конкурентни по цена, ако не и по-евтини, възобновяеми алкохолни моторни горива е върху нас.

Така че, независимо от тази фантазия и интензивни изследвания, независимо от това, биобутанолът има много предимства пред по-лесния за производство етанол.

• Биобутанолът има по-високо енергийно съдържание от етанола, така че има много по-ниска загуба на икономия на гориво. С енергийно съдържание от около 105 000 BTU / галон (спрямо приблизително 84 000 BTU / галон), биобутанолът е много по-близо до енергийното съдържание на бензин (114 000 BTU / галон).
• Биобутанолът може лесно да се смеси с конвенционален бензин в по-високи концентрации от етанола за използване в немодифицирани двигатели. Експериментите показват, че биобутанолът може да работи в немодифициран конвенционален двигател на 100 процента, но към днешна дата нито един производител няма да гарантира използването на смеси над 15 процента.
• Защото е по-малко податлив на раздяла при наличие на вода (от етанол), тя може да бъде разпределена чрез конвенционална инфраструктура (тръбопроводи, смесителни съоръжения и резервоари за съхранение). Няма нужда от отделна дистрибуторска мрежа.
• Той е по-малко корозивен от етанола. Биобутанолът е не само висококачествено гориво с по-висока степен на енергия, но също така е и по-малко експлозивен от етанола.
• Резултатите от EPA теста показват, че биобутанолът намалява емисиите, а именно въглеводороди, въглероден оксид (CO) и азотни оксиди (NOx). Точните стойности зависят от състоянието на двигателя на мелодия.

Но това не е всичко. Биобутанолът като моторно гориво - с дългата си верижна структура и превес на водородните атоми - би могъл да се използва като стъпка в преместването на водородни превозни средства с горивни клетки към основния поток. Едно от най-големите предизвикателства пред развитието на превозните средства с водородни горивни клетки е съхранението на бордовия водород за устойчив обхват и липсата на водородна инфраструктура за зареждане с гориво. Високото съдържание на водород в бутанола би го превърнало в идеално гориво за реформиране на борда. Вместо да изгаря бутанола, реформатор ще извлече водорода за захранване на горивната клетка.

Не е обичайно за такъв тип гориво да има толкова много очевидни предимства, без поне един светещ недостатък; обаче, с аргумента за биобутанол срещу етанол, това изглежда не е така.

В момента единственият реален недостатък е, че има много повече съоръжения за рафиниране на етанол от рафинерии за биобутанол. И докато съоръженията за рафиниране на етанол далеч надхвърлят тези за биобутанол, възможността за преоборудване на етанолни инсталации за биобутанол е възможно. И тъй като усъвършенстването продължава с генетично модифицираните микроорганизми, осъществимостта на превръщането на растенията става все по-голяма и по-голяма.

Ясно е, че биобутанолът е най-добрият избор етанол като бензин добавка и може би евентуална подмяна на бензин. За последните 30 години етанолът е имал по-голямата част от технологичната и политическа подкрепа и е засял пазара на възобновяеми алкохолни моторни горива. Биобутанолът вече е готов да вземе мантията.