Home > Sáng tạo > Khám phá > Đột phá trong quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học

Đột phá trong quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học

Wednesday 24 June 2009

Các nhà nghiên cứu Mỹ đã thực hiện một bước đột phá trong việc phát triển “xăng xanh”, một chất lỏng giống hệt xăng tiêu chuẩn được tạo ra từ các nguồn sinh khối bền vững như cỏ gà hay cây dương.

Trong Tạp chí Chemistry & Sustainability, Energy & Materials (ChemSusChem) số ra ngày 7/4/2008, James Dumesic và các cộng sự thuộc Đại học Wisconsin-Madison công bố quy trình tích hợp để tạo ra các thành phần hoá học của nhiên liệu phản lực sử dụng xăng xanh. Mặc dù trước đây nhóm của Dumesic trình diễn quy trình sản xuất các thành phần nhiên liệu phản lực bằng các khâu riêng biệt nhưng nghiên cứu hiện nay của họ cho thấy các khâu này có thể được tích hợp và vận hành một cách liên tục, không cần đến các quy trình tinh chế riêng biệt phức tạp giữa các lò phản ứng.

Một trong các quy trình sản xuất hiện hành

Trong khi có thể mất từ 5 đến 10 năm để xăng xanh có thể được đưa vào máy bơm hay được sử dụng trong máy bay chiến đấu phản lực, các đột phá này đã bỏ qua các rào chắn đáng kể để đưa nhiên liệu sinh học xăng xanh ra thị trường.

Huber cho biết, dường như các khách hàng tương lai thậm chí sẽ không biết họ đang dùng nhiên liệu sinh học trong ô tô của mình. Nhiên liệu sinh học trong tương lai sẽ rất giống với thành phần hoá học của xăng và nhiên liệu điêzen được sử dụng hiện nay. Thách thức đối với các kỹ sư hoá học là sản xuất hiệu quả nhiên liệu lỏng từ sinh khối để phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có ngày nay.

Đối với phương pháp mới này, các nhà nghiên cứu của Đại học Massachusetts đốt nóng nhanh xenluloza dưới dạng các chất xúc tác rắn, loại vật liệu làm tăng nhanh các phản ứng mà không cần tham gia vào quy trình này. Sau đó họ làm nguội nhanh các sản phẩm này để tạo ra một dung dịch chứa nhiều thành phần có trong xăng.

Quy trình khép kín này được hoàn thành chưa đầy hai phút, sử dụng lượng nhiệt tương đối vừa phải. Các hợp chất hình thành trong bước đơn này, giống như naptalin và toluen, tạo nên một phần tư số hoá chất có trong xăng. Chất lỏng này có thể được xử lý thêm để tạo thành các thành phần nhiên liệu còn lại hay có thể được sử dụng như hỗn hợp xăng có chỉ số octane cao.

“Xăng xanh là nguồn thay thế hấp dẫn cho ethanol sinh học vì nó có thể được sử dụng trong các động cơ hiện nay và không bị mất 30% tổn hao khí như nhiên liệu linh hoạt gốc ethanol. Về lý thuyết xăng xanh đòi hỏi ít hơn rất nhiều năng lượng để sản xuất so với ethanol, theo đó, nó thải ra ít cacbon hơn và sản xuất với chi phí thấp hơn. Sản xuất xăng xanh từ các nguồn xenlulô như cỏ gà hay cây dương và các phế thải nông nghiệp như vỏ bào hay thân cây ngũ cốc đã giải quyết vấn đề khí thải nhà kính mà gần đây xuất hiện với ethanol ngũ cốc và điêzen sinh học sản xuất từ đậu tương”, John Regalbuto, chỉ đạo Chương trình Xúc tác và Xúc tác sinh học tại Quỹ Khoa học Quốc gia của Mỹ (NSF) cho biết.

Ngoài các phòng thí nghiệm thuộc các trường đại học, cả các doanh nghiệp nhỏ và 500 nhà máy tinh chế xăng của Fortune cũng đang nghiên cứu để sản xuất xăng xanh. Các công ty đang tìm các biện pháp kết hợp các nhà máy tinh chế hiện có của họ để các sản phẩm từ xăng bao gồm cả nhiên liệu, nguyên liệu dệt và plastic được sản xuất từ dầu thô hay nhiên liệu sinh khối. Quân đội cũng rất quan tâm tới việc sản xuất nhiên liệu phản lực và điêzen từ cùng các nguồn như vậy.

N.L.H. (Theo ScienceDaily, 8/4/2008