• USD 41.2
  • EUR 45.2
  • GBP 53.9
Спецпроекты

Топливная проблема решена: ученые зальют мир дешевым горючим. В том числе с Луны

Дизель из воды, моря, пластиковых пакетов и продуктов жизнедеятельности астронавтов скоро поставят на промышленную основу
Фото: diyspaceexploration.com
Фото: diyspaceexploration.com
Реклама на dsnews.ua

Благодаря все более широкому использованию энергии из альтернативных источников, человечество постепенно избавляется от необходимости использовать ископаемые виды топлива. Но до полного перехода на природные источники еще очень далеко, и большинство как промышленных, так и хозяйственных объектов зависят от использования угля, нефти и газа. Чтобы заменить традиционные системы, требуется немало времени и финансовых средств. Выходом из этой ситуации может стать получение топлива в процессе несложных химических процессов из дешевых или бесплатных материалов. В последнее время появилось сразу несколько перспективных разработок, которые в ближайшее время планируют внедрить в промышленное производство.

Дизель из воды

Специалистов немецкой компании Sunfire GmbH создали опытную  установку Power-to-Liquid, которая с помощью альтернативных источников энергии преобразовывает воду и углекислый газ в жидкие углеводороды, синтетический бензин, керосин и дизельное топливо. Основой технологии является так называемый процесс Фишера-Тропша, дополненный технологией твердо-оксидных электролизных ячеек (solid oxide electrolyser cells, SOEC). В SOEC-ячейках электрическая  энергия, полученная от альтернативных источников, расщепляет воду на водород и кислород. Последний затем удаляется из состава нагретого до высокой температуры газа.

На следующем этапе водород реагирует с углекислым газом, извлеченным из атмосферы или получаемым в качестве побочного продукта в некоторых процессах производства химических веществ и пищевых продуктов. В результате получается угарный газ, который, снова реагируя с водородом, синтезирует углеводороды высокой степени чистоты при помощи процесса Фишера-Тропша. Излишки выделяющегося и остаточного тепла используются для повторного производства перегретого пара, что повышает уровень энергетической эффективности процесса в целом до 70%.

Технология получения синтез-газа не нова. Однако ранее для этого  использовались фильтры из раскаленного угля, что делало технологию довольно трудоемкой и затратной. Новый же метод использует для получения синтез-газа природную энергию, тем самым значительно упрощая и удешевляя процесс.

Опытная установка Power-to-Liquid способна в сутки переработать до 3.2 тонн углекислого газа, произведя при этом баррель (159 литров) топлива. В дальнейшем ее мощность существенно увеличится. Первая промышленная система должна появиться уже в 2015 году. Этот проект рассматривается правительством Германии как весьма перспективный, не зря разработка  финансируются немецким Федеральным министерством образования и исследований.

Реклама на dsnews.ua

Пока двигатели на основе нового синтетического топлива способны демонстрировать КПД в 50%, но ученые намерены увеличить этот показатель до 70%. Для сравнения, эффективность двигателей на обычном бензине равна примерно 25-30%, а дизельные двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением могут приблизиться к 50%.

Лунное топливо

К 2024 году NASA планирует построить на Луне базу по переработке отходов жизнедеятельности человека в топливо. По данным специалистов, его должно хватить, чтобы вернуться обратно на Землю.

Сейчас отходы деятельности космонавтов хранятся в контейнерах, а затем отправляются обратно на Землю в транспортных грузовых кораблях, которые сгорают в атмосфере планеты. Разумеется, это наносит вред экологии, а ведь вскоре космических миссий станет гораздо больше, они будут более длительными по времени и проблему утилизации придется рано или поздно решать.

Перспективную идею предложили специалисты Университета Флориды. Их технология базируется на удалении органических загрязнителей анаэробными микроорганизмами. Этот процесс сопровождается выделением биогаза - смеси метана и углекислого газа, которым можно заправлять космические корабли.

Расчеты показали, что из отходов, образуемых от деятельности космонавтов за неделю, можно получать 290 литров метана в день. Параллельно можно добывать из отходов непитьевую воду с ее последующим превращением в кислород. Выдыхаемый углекислый газ и водород попутно можно преобразовывать в метан и воду. В перспективе технология позволит запускать в космос ракету без запасов на обратную дорогу. На Земле метановое топливо можно использовать для обогрева домов или производства электричества.

Нефть из моря

Ученые из Военно-морской исследовательской лаборатории США сумели  превратить морскую воду в жидкое углеводородное топливо. Новая технология освободит военно-морской флот от перебоев с поставками горючего из-за возможной нехватки нефти или скачков цен на нее. Ядерными силовыми установками оснащены только авианосцы и подводные лодки, все остальные суда заправляются с военных нефтяных танкеров. Кроме того, решится вопрос безопасности военного судна - ведь часто враг атакует именно во время дозаправки.

Американские ученые извлекли из морской воды углекислый газ и водород, а каталитический конвертер помог преобразовать их в топливо. Исследователи надеются, что "морским" топливом, полученным путем преобразования газа в жидкость, можно будет заправлять не только суда, но и самолеты. В перспективе планируется наладить его производство прямо в море.

Прогнозируемая стоимость реактивного топлива с использованием технологии ВМС США составляет $3-6 за галлон ($0,8-1,6 за литр). Специалисты уже испытали работающий на нем самолет. Следующим этапом станет освоение технологии в промышленных масштабах.

Бензин из пластика

Научные сотрудники Иллинойского центра развития экологически чистых технологий (ISTC) при Иллинойском университете переработали в топливо пластиковые пакеты, представляющие, как известно, серьезную угрозу для экологии. Они применили метод пиролиза, процесса горячей (сухой) переработки пластиковых пакетов, осуществляемой в свободной от кислорода закрытой камере. Первоначально этот метод использовался командой исследователей Иллинойского центра для обратной переработки пластиковых пакетов в сырую нефть (из которой они и производятся), теперь же ученые придумали процесс производства различного вида топлива из обратно переработанной нефти.

Фото: automotoportal.hrИз полученного сырья создали природный газ, керосин, бензин, парафин и смазочные масла, вроде машинного, и масла для гидравлических машин. Кроме того, ученые получили дизель, который можно смешивать с другими его видами. Специалисты утверждают, что полученное горючее полностью соответствует второму типу дизельного топлива принятого стандарта США и отвечает всем необходимым требованиями.

Новый дизель обладает теми же качественными показателями энергетической эквивалентности, что и традиционный, но при этом улучшенными смазочными способностями. При смешивании 30% переработанного из пластиковых пакетов дизеля с обычным ученые не обнаружили никаких проблем совместимости. Такой же результат показало смешение "пластикового" дизеля с биодизелем. Соответственно, под новое горючее не придется менять машинные двигатели.

Большим плюсом технологии также является высокая эффективность переработки. При первоначальной переработке нефти в дизель получается  всего около 50-55% от первоначального объема продукта, но поскольку пластик изготавливается из нефти, удается добыть почти 80% готового топлива.

    Реклама на dsnews.ua