Language
Country/Area
No result found
От алкоголя к топливу: но как алкоголь может стать лучшим выбором для будущего биотоплива?
В сегодняшнем контексте поиска решений в области устойчивой энергетики исследования биотоплива привлекают все большее внимание. В частности, бутанол привлек широкое внимание как вариант возобновляемой энергии. Этот процесс, основанный на микробной ферментации, позволяет человеку преобразовывать углеводы в ценную энергию и может стать одним из топливных решений будущего.
Спиртовое топливо не только может быть получено из возобновляемых ресурсов, но и имеет высокую плотность энергии.
Этанол, ацетон и бутанол: процесс ферментации ABE
Этанол-ацетон-бутаноловая ферментация (АБЭ), также известная как процесс Визманна, использует анаэробные бактерии для преобразования углеводов в ацетон, бутанол и этанол. Технология была впервые разработана химиком Цеймом Вайцманом и использовалась для производства необходимых боеприпасов во время Первой мировой войны. Подобно ферментации сахаров дрожжами для получения этанола, АБЭ-ферментация осуществляется строго анаэробными микроорганизмами. Эти микроорганизмы, включая наиболее распространенный Clostridium acetobutylicum, растут в бескислородной среде и осуществляют ферментацию для получения этих полезных растворителей. В этом процессе соотношение образующихся растворителей составляет три части ацетона, шесть частей бутанола и одна часть этанола. Историческая справка
Однако биологическое производство алкоголя впервые было осуществлено в 1861 году Луи Пастером. Впоследствии австрийский биохимик Франц Сардингер в 1905 году открыл метод получения ацетона, а в 1910 году усовершенствовал процесс ферментации бутанола с использованием картофельного крахмала. С началом Первой мировой войны в 1916 году процесс ферментации АБЭ был поставлен на промышленную основу и быстро распространился на Соединенные Штаты и Великобританию.
Развитие этой технологии тесно связано с международной обстановкой, а спрос на алкоголь резко возрос.
Попытки улучшения
Со временем ферментация АБЭ стала менее экономически выгодной из-за конкуренции со стороны нефтехимии. Чтобы возродить технологию, ученые сосредоточились на повышении производительности и снижении затрат. Эти стратегии включают использование недорогого сырья, такого как лигноцеллюлозные отходы или водоросли, исследование новых устойчивых, но токсичных к спирту штаммов, а также оптимизацию конструкции ферментационных реакторов.
Необходимость повышения чистоты продукта привела к появлению множества новых технологий, включая удаление газов, мембранное разделение и обратный осмос.
Текущий прогноз
В настоящее время ферментация АБЭ привлекает все больше внимания, особенно из-за потенциала возобновляемого бутанола как биотоплива, которое, как ожидается, станет альтернативным источником энергии в будущем. По данным Международного энергетического агентства, к 2060 году на биотопливо будет приходиться 30% энергопотребления на транспорте.
Бутанол можно использовать непосредственно в бензиновых двигателях и распространять по существующим трубопроводам и заправочным станциям, что делает его более привлекательным вариантом, чем традиционный этанол. Кроме того, спектр применения бутанола расширяется, и спрос растет от топливных присадок до растворителей покрытий.
Бутанол, как возобновляемый ресурс, может преобразовать нашу энергетическую систему благодаря своей высокой плотности энергии и низкой летучести.
Итак, с учетом растущего внимания мира к возобновляемым источникам энергии, станет ли бутанол важной движущей силой энергетического перехода?
