電子燃料和綠色汽油:超越今天的恐龍汁
承諾讓我們繼續(xù)推動我們心愛的噪音制造者進(jìn)入碳中和未來的技術(shù)。
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電氣化作為汽車的主要推進(jìn)系統(tǒng)可能是不可避免的,但好消息是,通過現(xiàn)代科學(xué)的奇跡,我們的粉絲很可能能夠享受我們古怪的老噪音制造者的罪惡感— 免費使用碳中性替代燃料燃燒這些燃料產(chǎn)生的 CO2 不會添加到大氣中,因為燃料本身要么是由在生長過程中消耗同樣多或更多 CO2 的生物原料制成的,要么是通過使用自然釋放與燃料相同的 CO2 的原料制成的不是由它產(chǎn)生的,甚至不是由直接從大氣中提取的 CO2 產(chǎn)生的
燃料生產(chǎn)中使用的能源也將是綠色的這種燃料幾乎肯定會比今天的恐龍汁貴得多,而且它可能比現(xiàn)在的汽油更難找到,但它會儲存在燃燒汽車堅果聚集的地方,讓他們的小馬自由奔跑以下是我們之前在每月技術(shù)專欄中介紹的幾種電子燃料和綠色汽油概念的回顧和更新
細(xì)菌生物丁醇
2011 年 4 月,我們解釋了生物丁醇如何成為乙醇的拉伸版,它的化學(xué)式減少了一半,插入了兩個碳這使得它更像汽油,擁有與石油汽油幾乎相同的能量密度和辛烷值它最初的生產(chǎn)方式與乙醇非常相似,使用玉米或其他生物原料,只是使用了不同的催化劑,在 2011 年使用這些原料幾乎不可能制造碳中性生物丁醇然后在 2013 年 7 月我們報道了喬治亞大學(xué)和北卡羅來納州立大學(xué)的研究,該研究正在開發(fā)能夠?qū)⒍趸己蜌錃饬髦苯愚D(zhuǎn)化為生物丁醇的生物工程細(xì)菌碳中性生物丁醇生產(chǎn)工藝尚未完善,生物丁醇的蒸氣壓非常低,因此不適用于汽油濃度超過 50% 的冷啟動條件這些并不是不可逾越的技術(shù)障礙,但它們在與您附近的燃料泵的競賽中將這種直接插入的生物燃料置于接下來的幾個階段
從可再生甲烷中組裝汽油分子
天然氣主要由甲烷 組成,它可以通過一系列催化反應(yīng)升級為更復(fù)雜的碳?xì)浠衔?,這些催化反應(yīng)首先產(chǎn)生甲醇,然后通過各種化學(xué)過程將氫和碳分子添加到鏈中這些會釋放二氧化碳,但通過將生產(chǎn)設(shè)施設(shè)在油田附近,總部位于休斯頓的 Nacero 可以從火炬氣中獲取甲烷轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的二氧化碳可以返回油井,在那里它既可以給油井加壓以幫助生產(chǎn),又可以永久地隔離在那里
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使用來自城市垃圾場的甲烷使產(chǎn)生的汽油具有可再生性通過組裝更小的分子構(gòu)建汽油自然避免了原油中存在的所有硫和其他污染物,并且在生產(chǎn)汽油后,沒有像提煉石油原油時那樣留下骯臟的船用油,最終成為被工業(yè)或船舶發(fā)動機(jī)燃燒,造成最嚴(yán)重的空氣污染Nacero 的第一家工廠目前正在建設(shè)中伴隨著原油田及其甲烷火炬被廢棄,Nacero 的藍(lán)色和綠色汽油在不可避免的未來還能走多遠(yuǎn),還有待觀察
用 CO2 和 H2 組裝汽油
2008 年 7 月,2012年3 月和2018 年 10月,Technologue 專欄首次介紹了通過從大氣中直接洗滌的碳分子組裝汽油,從而在其他人的碳足跡中行駛一英里的概念首先是氫氧化鈉洗滌器和奇異催化劑然后是離子胺流體和甲酸燃料電池然后是冷卻塔,造紙廠和金礦石分離技術(shù)的精心組合
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普羅米修斯燃料:2020 年 10 月,我們介紹了總部位于加利福尼亞的普羅米修斯燃料公司,該公司開發(fā)了一種從空氣中去除二氧化碳的方法,方法是將其捕獲在水中,然后使用一種奇特且超高效的電解系統(tǒng)將這種含水的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為乙醇采用以摻雜有銅納米粒子的納米尖峰為特征的石墨烯片然后通過碳納米管將乙醇與水分離,從而消除了能量密集型蒸餾步驟最后,乙醇通過沸石催化劑在產(chǎn)生自身熱量的過程中被轉(zhuǎn)化為汽油整個系統(tǒng)的輸入能源可以很容易地由加州電網(wǎng)的清潔電力提供,預(yù)計很快就會量產(chǎn)
哈爾·奧尼:在南美洲多風(fēng)的南端,智利蓬塔阿雷納斯以北,Haru Oni 氫到電子燃料工廠剛剛破土動工,目標(biāo)是生產(chǎn)足夠的綠色氫氣并從大氣中清除足夠的二氧化碳到 2022 年底,生產(chǎn)近 200,000 加侖的綠色甲醇其中一部分隨后將轉(zhuǎn)化為大約 34,000 加侖的綠色汽油——所有這些都將運往保時捷,用于賽車運動大氣中的 CO2 將使用多孔陶瓷蜂窩基質(zhì)上的胺基吸附劑涂層提取,此過程所需的氫氣將通過質(zhì)子交換膜使用由南端不斷吹來的強(qiáng)威利瓦風(fēng)提供的綠色能源生產(chǎn)南美洲的
乙醇呢。
MotorTrend 的 Ron Grable 于 1985 年 2 月撰寫了一篇題為替代發(fā)動機(jī)燃料:當(dāng)油箱干涸時我們該怎么辦的技術(shù)文章專注于生物燃料——主要是乙醇玉米乙醇通常無法清除碳中和障礙,部分原因是種植和運輸玉米涉及所有能源,并且因為除非玉米種植在以前從未種植過作物的地方,否則它消耗的二氧化碳而增長不被視為凈新碳吸收這種吸收已經(jīng)發(fā)生在支持糧食或牲畜生產(chǎn)
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纖維素 乙醇通常在兩個帳戶上的得分都更高使用玉米秸稈可以利用碳制造燃料,否則這些燃料在秸稈腐爛時會以 CO2 形式釋放通過使用垃圾等可再生原料或芒草等作物進(jìn)一步改善了情況面對廉價的石油,成本太高,不值得進(jìn)一步發(fā)展最后,今天的汽油發(fā)動機(jī)無法在北美任何地方使用純乙醇啟動和運行,在后石油汽油世界中,生產(chǎn)昂貴的碳中性纖維素乙醇與上述價格更高的綠色汽油混合似乎毫無意義當(dāng)然,如果橡樹嶺國家實驗室2017 年 1 月,也許科學(xué)家會找到它的交通工具
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