«Что мы пытаемся сделать, так это имитировать естественные процессы для производства нефти», — сказал Хан-Куанг Тран, доцент кафедры энергетики и технологического проектирования NTNU. «Однако, хотя нефтяная нефть добывается естественным путем в геологическом масштабе времени, мы можем сделать это за считанные минуты».Тран провел предварительные исследования с использованием сахарных водорослей (Laminaria saccharina), которые естественным образом произрастают на норвежском побережье. Его результаты опубликованы в академическом журнале Algal Research.
ПрорывИспользуя небольшие кварцевые трубчатые «реакторы», которые выглядят как крошечные запечатанные соломинки, Тран нагрел реактор, содержащий суспензию, приготовленную из биомассы ламинарии и воды, до 350 градусов Цельсия с очень высокой скоростью 585 градусов Цельсия в минуту.
Метод, получивший название быстрого гидротермального ожижения, дал ему выход бионефти 79%. Это означает, что 79% биомассы ламинарии в реакторах было преобразовано в биомасло.
Аналогичное исследование, проведенное в Великобритании с использованием того же вида водорослей, дало всего 19%. Секрет, по словам Тран, в быстром нагревании.Недостаток производства биотопливаБиотопливо уже давно рассматривается как многообещающий способ помочь человечеству перейти к более устойчивому и благоприятному для климата образу жизни.
Логика проста: похожее на нефть топливо, полученное из сельскохозяйственных культур или веществ, поглощает CO2 при росте и выделяет тот же CO2 при сжигании, поэтому они по сути углеродно-нейтральны.В своем отчете «Отслеживание прогресса в области чистой энергии 2014» Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщает, что мировое производство биотоплива составило 113 миллиардов литров в 2013 году и может достичь 140 миллиардов литров к 2018 году.Это может показаться большим, но МЭА заявляет, что к 2025 году производство биотоплива должно вырасти в 22 раза, чтобы производить такое количество биотоплива, которое потребуется миру для предотвращения повышения глобальной температуры более чем на 2 ° C.Проблема в сырье биомассы.
Относительно легко превратить кукурузу или сахарную свеклу в этанол, который мы можем закачать прямо в наши бензобаки. Но использование пищевой биомассы в качестве топлива становится все более и более проблематичным, поскольку население мира увеличивается до 8 миллиардов и более.
Чтобы обойти эту проблему, в настоящее время биотопливо производится из непродовольственной биомассы, включая сельскохозяйственные остатки, наземные энергетические культуры, такие как быстрорастущие деревья и травы, и водные культуры, такие как морские водоросли и микроводоросли.Все эти виды сырья имеют свои проблемы, особенно наземные. По крайней мере, часть проблемы заключается в том, что посевы для производства биотоплива потенциально могут вытеснить сельскохозяйственные культуры для производства продуктов питания.Однако морские водоросли обладают всеми преимуществами сырья для биотоплива с дополнительным преимуществом выращивания, что неудивительно, в море.
Увеличение масштабаНо превратить большие куски скользких соленых водорослей в биогруд — тоже непростая задача. В некоторых исследованиях использовались катализаторы, представляющие собой добавленные химические вещества, которые могут помочь ускорить или облегчить процесс.
Однако катализаторы обычно дороги и требуют восстановления катализатора.В британском исследовании, в результате которого был получен выход 19%, в процессе использовался катализатор.
Тран говорит, что преимущество его процесса в том, что он относительно прост и не требует катализатора. Высокая скорость нагрева также приводит к получению биоматериала, обладающего молекулярными свойствами, которые упрощают очистку.Но эксперименты Трана были так называемыми отборочными тестами. Он работал с реакторами периодического действия, которые были небольшими и не подходили для промышленных масштабов. «Когда вы хотите масштабировать процесс, вы должны работать с проточным реактором» или реактором с непрерывным потоком реагентов и продуктов, — сказал он. «У меня уже есть очень хорошая идея для такого реактора».
ПерспективаНесмотря на то, что предварительные тесты дали доходность 79%, Тран считает, что может еще больше улучшить результаты.
Сейчас он ищет промышленных партнеров и дополнительное финансирование для продолжения своих исследований.