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O processo verde novo dos biofuels podia encontrar-se com todas as necessidades do transporte de ESTADOS UNIDOS O processo novo dos biofuels promete encontrar-se com todas as necessidades do transporte de ESTADOS UNIDOS Por Emil Venere, universidade de Purdue Março 14, 2007
A aproximação nova modifica métodos convencionais para produzir combustíveis líquidos do biomass adicionando o hidrogênio de uma fonte de energia “carbono-livre”, tal como o poder solar ou nuclear, durante uma etapa chamada gasification. Adicionar o hidrogênio durante esta etapa suprime a formação do dióxido de carbono e aumenta a eficiência do processo, fazendo a possível produzir três vezes o volume dos biofuels da mesma quantidade do biomass, disse Rakesh Agrawal, professor de pedra de Winthrop E. de Purdue distinto da engenharia química. Os investigadores estão chamando sua aproximação “um processo hybrid do hidrogênio-carbono,” ou H2CAR.
O processo, que faria possível dawning do “de uma economia hidrogênio-carbono,” é detalhado em um papel de pesquisa que aparece em linha esta semana nas continuações da National Academy of Sciences. O papel foi escrito por Agrawal, pelo estudante doctoral Navneet R. Singh da engenharia química, e pelos professores Fabio H. Ribeiro e W. Nicholas Delgass da engenharia química. Um método convencional para girar o biomass ou o carvão em combustíveis líquidos envolve primeiramente quebrar abaixo o material cru com um processo químico que “gasifies” o no dióxido de carbono, no monóxido de carbono e no hidrogênio. Aqueles constituents são girados então em um combustível líquido com outros processos. No conceito de H2CAR, o hidrogênio seria colhido rachando moléculas de água, possivelmente com um método well-known chamado electrolysis. O hidrogênio seria adicionado então durante a etapa do gasification, fazendo o processo mais eficiente suprimindo a formação do dióxido de carbono e convertendo todos os átomos de carbono ao combustível. Quando os métodos convencionais são usados converter o biomass ou o carvão aos combustíveis líquidos, 60 por cento a 70 por cento dos átomos de carbono nos materiais começar estão perdidos no processo como o dióxido de carbono, um gás da estufa, visto que nenhum átomo de carbono seria perdido usando H2CAR, Agrawal dito. “Este desperdício é devido ao fato que você está usando a energia contida no biomass para dirigir o processo inteiro,” ele disse. “Eu estou dizendo, biomass do deleite predominantly como um fornecedor de átomos de carbono, não como uma fonte de energia.” O poder para o electrolysis seria fornecido por fontes de energia carbono-livres, tais como solar, o vento ou o poder nuclear. E, ao contrário dos métodos convencionais de produzir combustíveis líquidos da matéria e do carvão da planta, H2CAR não se emitiria o dióxido de carbono na atmosfera. “O objetivo é realizar a transformação completa de cada átomo de carbono no feedstock ao combustível líquido suplementando o processo da conversão com o hidrogênio de uma fonte de energia carbono-livre,” Agrawal dito. Outros investigadores estimaram que os Estados Unidos têm uma fonte sustainable de aproximadamente 1.4 bilhão toneladas do biomass todos os anos que poderia ser usado especificamente para a produção de combustíveis líquidos. Com os métodos convencionais, essa quantidade do biomass forneceria 30 por cento do combustível requerido para as necessidades anuais do transporte da nação. Mas a mesma quantidade do biomass forneceria bastante combustível para encontrar-se com todo o transporte necessita usar o método novo de H2CAR, Agrawal dito. “Isto é possível sem usar nenhuma terra adicional,” disse. Um estudo federal indica que 1 bilhão toneladas do biomass estão potencial disponíveis cada ano das fontes agriculturais tais como desperdícios da colheita, o manure animal, as grões e as outras colheitas. O biomass restante podia vir das fontes including a madeira de combustível das florestas, desperdiça o excesso esquerdo da madeira que processa moinhos e os moinhos de papel, e a construção e os restos do demolition. O processo oferece também vantagens potenciais sobre produzir combustíveis líquidos do carvão usando os métodos convencionais, que se emitem o dióxido de carbono. Porque H2CAR não se emitiria este dióxido de carbono adicional, o processo eliminaria a necessidade para o dióxido de carbono proposto “que sequestering.” Sequestering envolveria bombear emissões do dióxido de carbono nos aquifers do saltwater e nos bolsos da cavidade no subsolo que se usaram conter o óleo, o gás natural e os depósitos de carvão. Mas o procedimento poses diversos pitfalls potenciais. “Claramente, as quantidades maciças do dióxido de carbono sequestered durante uma produção século-longa de combustíveis líquidos do carvão,” dae (dispositivo automático de entrada) de Agrawal. “Isto colocaria demandas extremas nos sistemas da captação, do armazenamento e de monitoração do dióxido de carbono.” O processo novo também seria mais prático do que carros todo-elétricos ou hidrogênio-powered, na parte por causa da capacidade de armazenamento limitada das baterias e dos tanques de armazenamento do hidrogênio. “A conveniência tremenda fornecida pelo infrastructure existente entregando e armazenando combustíveis de hoje é um impedimento enorme a introduzir as tecnologias que usam somente baterias ou hidrogênio sozinho,” Agrawal dito. “Uma vantagem principal de nosso processo é que nos permitiria de usar a tecnologia atual do infrastructure e do motor de combustão interna. É completamente atrativa para veículos elétricos hybrid e veículos elétricos hybrid de encaixe.” Crescer bastante biomass para as necessidades do transporte da nação inteira que usam o método convencional para produzir biofuels requereria uma área da terra 25 por cento a 55 por cento o tamanho dos Estados Unidos, comparado com os aproximadamente 6 por cento aos 10 por cento para o processo de H2CAR. “Esta redução grande da área da terra necessitada para H2CAR fornece uma oportunidade para a produção sustainable do combustível de hidrocarboneto para o futuro foreseeable,” Agrawal dito. Uma razão que principal menos terra seria needed é por causa da eficiência mais elevada total de gerar o hidrogênio rachando moléculas de água usando a energia solar dirigir o electrolysis. Geralmente, o hidrogênio nos combustíveis líquidos feitos do biomass vem da matéria própria da planta. Mas faz exame tipicamente mais de 10 vezes da energia solar crescer colheitas do que faz para produzir a quantidade equivalente do hidrogênio que possui o mesmo índice de energia usando o método solar-power do electrolysis, disse. “Assim fornecer o hidrogênio derivou-se da água com o electrolysis solar reduz a quantidade de biomass necessitada,” Agrawal dito. “A eficiência de energia média de colheitas crescentes é tipicamente menos de 1 por cento, visto que a eficiência de energia das pilhas photovoltaic para rachar a água no hidrogênio e no oxigênio é aproximadamente 8-10 por cento. Eu estou começando o hidrogênio em uma eficiência mais elevada do que eu começo o biomass, significando mim necessito menos terra.” Usar o carvão exclusivamente produzir combustíveis líquidos para o setor do transporte da nação poderia esgotar todos os depósitos de carvão nos Estados Unidos em aproximadamente 90 anos, visto que H2CAR permitiria as reservas sabidas de carvão ao último 140 anos. Os investigadores sugerem no papel as etapas processando químicas necessitadas fazer a aproximação nova prática. Mas fazer o conceito economicamente do competidor com gasolina e combustível diesel requereria a pesquisa em duas áreas: encontrar maneiras produzir o hidrogênio barato das fontes carbono-livres e desenvolver um tipo novo de gasifier necessitaram para o processo. “Ter dito isso, este é o primeiro conceito para criar um sistema sustainable que derive todos nossos combustíveis do transporte do biomass,” Agrawal dito. Purdue arquivou uma patente para o conceito. A aproximação está nos estágios conceptuais, e uma planta para a pesquisa experimental é em andamento. O trabalho é suportado pelo centro da energia no parque da descoberta de Purdue. Esta é uma liberação modificada da notícia da universidade de Purdue Recomendar este artigo? Comentários? Original version (in English) | contato Opções da notícia Propagandas |
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