Топливо будущего

Материал для получения этилового спирта из воздуха
1 ноября 2018
https://rg.ru/2016/10/13/uchen ... .html
Ученые уже давно ищут способы для превращения углекислого газа в биотопливо или какие-то иные вещества, обладающие полезными свойствами. О том, как ученые из США случайно открыли материал, позволяющий получать этиловый спирт из воздуха, читайте в нашей статье.

В 2016 году Адам Рондинон - физик из американской Национальной лаборатории в Оак-Ридж совместно с другими учеными изучал перспективные методы для расщепления углекислого газа на кислород и угарный газ без выделения других продуктов реакции, затрудняющих получение биотоплива. Для экспериментов в этой области ученые в качестве основного компонента катализатора решили использовать медь, поскольку она обладает свойствами, благодаря которым возможно получать из углекислого газа угарный, а также иные молекулы.

Но загвоздка заключалась в том, что частицы меди превращали СО2 не в какое-то одно конкретное вещество, в процессе расщепления углекислого газа образовывались десятки различных молекул, соотношение и количество которых сильно зависело от напряжения тока, пропускаемого через экспериментальный катализатор. Из-за такого эффекта использование в промышленности преобразователей СО2, работающих по этому принципу, становится невозможным.

Рондинон и его коллеги решили эту проблему при помощи другого наноматериала - графена. Ученые смяли графеновые листы, а в образовавшиеся углубления между складками поместили медные частицы. Благодаря этому молекулы углекислого газа стали расщепляться только в определенных местах - на кончиках "наноигл" из графена. Такая структура материала позволила физикам управлять процессом расщепления СО2, заставив трансформироваться в этанол до 60% углекислого газа.

На фото ученые изучают катализатор, превращающий воздух в спирт. Обратите внимание на то, какие довольные у них лица:))). Источник изображения:ORNL
По словам Адама Рондинона, исследователи случайно обнаружили свойство нового материала преобразовывать СО2 в этиловый спирт и не могут точно сказать, что конкретно происходит на вершинах "наноигл", но предполагают, что складки графена не дают полностью восстановиться молекулам СО2 и, таким образом, мешают им превращаться в другие углеводороды, кроме того, в такой структуре материала потоки электронов фокусируются на частицах меди.

Со слов ученых, новая технология получения этиолвого спирта из воздуха практически готова для промышленного использования, поскольку, из-за низкой стоимости катализаторов их можно было бы производить в больших количествах.

Статья об этом наноматериале была опубликована в журнале ChemistrySelect

В Швейцарии начали добывать керосин из воздуха (5 фото + видео)
2 июля 2019 | Интересное

https://rg.ru/2016/10/13/uchen ... .html

Проблемы экологии и нестабильные цена на нефть вынуждают инженеров экспериментировать с различными источниками возобновляемой энергии. Использование солнечного света, является приоритетным направлением в современной энергетике. Разработчики из Швейцарии предложили оригинальный способ добычи углеводородного топлива из воздуха с использованием солнечной энергии.

Экспериментальная установка уже работает в Швейцарии и даже в условиях среднеевропейского климата позволяет вырабатывать до 100 мл керосина в сутки. Инженеры Швейцарской высшей технической школы Цюриха, создали установку, извлекающую из воздуха воду и углекислый газ, который затем разлагается с использованием солнечной энергии. В результате на выходе получается искусственный газ, состоящий из водорода и моноксида углерода. Полученную смесь затем используют для получения углеводородного топлива, в том числе и авиационного керосина.

В химическом процессе используется высокая температура, которая достигается за счёт солнечной энергии. Такие условия позволяют достичь высокой скорости и эффективности реакции. В результате экспериментальная установка добывает около 100 мл топлива.
Следующим этапом проекта станет создание большой энергетической установки на солнечной энергии, строительство которой уже начато около Мадрида. Главной целью разработчиков является создание экономически выгодного генератора углеводородного топлива, способной производить керосин в промышленных масштабах.
По расчётам специалистов, использование технологии на солнечной станции площадью 1 квадратный км позволит в сутки добывать до 20 тыс. литров керосина. Разместив солнечный генератор на площади около одной трети площади пустыни Мохаве, что составляет немногим более 11 тыс квадратных км, можно вовсе отказаться от добычи нефти для потребностей авиации.
Снижение себестоимости солнечной и ветровой энергии до уровня в 2-3 раза ниже, чем цена углеводородной энергии, уже сейчас открывает путь для развития добычи водородного топлива.

Каковы энергозатраты получения керосина из воздуха. На сколько они превышают энергию, отдаваемую керосином при сжигании? А спирт?

Пока что эти технологии в стадии научных работ, а не практического применения, поэтому говорить о себе стоимости еще рано.

Но перспективы такие что во первых не придется менять конструкцию автомобиля, т.к. спирт вполне себе неплохая замена бензину.
Во вторых его можно хранить вечно, ничего с ним не станет, в отличии от аккумулятора.
В третьих тара для хранения спирта - бочка - намного дешевле и безопаснее аккумулятора.

ак минимум две технологии в преспиективе промышленного использования:
1. Получение спирта из атмосферного CO2.
2. Получение керосина из атмосферного CO2.

Бразилия – второй по объёму производитель биоэтанола в мире. Бразилия и США уже несколько лет лидируют в промышленном производстве этанолового топлива, и в 2017 году на их долю приходилось 85 процентов мирового производства. В том же году Бразилия произвела 26,72 миллиарда литров (7,06 миллиарда жидких американских галлонов), что составляет 26,1 процента от общего объема этанола в мире, используемого в качестве топлива.

В период с 2006 по 2008 годы Бразилия считалась первой в мире «устойчивой» биотопливной экономикой и лидером производства биотоплива, моделью политики для других стран. Бразильсикй этанол из сахарного тростника считается «наиболее успешным альтернативным топливом на сегодняшний день». В то же время, другие авторы рассматривают успешную бразильскую этаноловую модель стабильной только для Бразилии, ввиду её продвинутых сельскохозяйственных технологий, а согласно другим автором это решение применимо только для некоторых стран тропической зоны Латинской Америки, Карибского бассейна и Африки. Однако в последние годы появилось биотопливо более поздних поколений, в котором не используются пищевые культуры, выращивающиеся исключительно для производства топлива.

Бразильская 40-летняя программа по производству этанола основана на самой эффективной сельскохозяйственной технологии выращивания сахарного тростника в мире, использует современное оборудование и дешевый сахарный тростник в качестве сырья. Остаточные отходы тростника (жмых) используются для производства тепла и электричества, в результате цена становится очень конкурентоспособной, а также к высокому энергетическому балансу (выходная энергия / входная энергия), который варьируется от 8,3 для средних условий до 10,2 для передового производства. В 2010 году Агентство по охране окружающей среды США определило бразильский этанол из сахарного тростника в качестве передового биотоплива из-за его сокращения на 61% общих выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла, включая прямые косвенные выбросы, связанные с изменением землепользования.

В настоящее время в Бразилии больше нет легковых автомобилей, работающих на чистом бензине. С 1976 года правительство сделало обязательным использование смеси безводного этанола с бензином в диапазоне от 10% до 22% что требует лишь незначительной регулировки на обычных бензиновых двигателях. В 1993 году обязательная смесь была установлена законом на уровне 22% безводного этанола (E22) во всей стране, но с возможностью власти на местах устанавливать различные проценты этанола в заранее установленных границах. В 2003 году эти пределы были установлены на уровне минимум 20% и максимум 25%. С 1 июля 2007 года обязательные пределы установлены в 25% безводного этанола и 75% бензина или смеси E25. В апреле 2011 года нижний предел был опущен до 18% из-за периодической нехватки этанола и высоких цен в период между сезонами сбора урожая. К середине марта 2015 года правительство временно увеличило содержание этанола в обычном бензине с 25% до 27%.

Бразильская автомобильная промышленность разработала автомобили с гибким выбором топлива, которые могут работать на любой пропорции бензина (смесь E20-E25) и водного этанола (E100).Появившиеся на рынке в 2003 г. такие автомобили имели коммерческий успех, доминируя на рынке легковых автомобилей с долей рынка 94% всех новых автомобилей и легковых автомобилей, проданных в 2013 г. К середине 2010 года на рынке было доступно 70 таких моделей, а по состоянию на декабрь 2013 год в общей сложности 15 производителей автомобилей производят двигатели с гибким выбором топлива доминирующие во всех сегментах рынка легковых автомобилей, кроме спортивных автомобилей, внедорожников и минивэнов. В марте 2010 года совокупное производство автомобилей с гибким выбором топлива и легких коммерческих автомобилей достигло показателя в 10 миллионов автомобилей , показатель в 20 миллионов единиц был достигнут в июне 2013 г. По состоянию на июнь 2015 года совокупный объем продаж легковых автомобилей с гибким топливом составил 25,5 миллионов единиц, а производство мотоциклов с гибким выбором топлива в марте 2015 года составило 4 миллиона.

Успех автомобилей с гибким выбором топлива вместе с обязательной смесью E25 по всей стране позволил в феврале 2008 года увеличить потребление этанола в стране до 50% рынка бензиновых автомобилей. В энергетическом эквиваленте этанол из сахарного тростника составлял 17,6% от общего потребления энергии транспортным сектором страны в 2008 году.

этанол из сахарного тростника составлял 17,6% от общего потребления

нарисуйте схему самогонного аппарата для получения ректификата из воздуха, пжлста.

Есть 3-ья технология:



Винтик и Шпунтик по целым дням сидели у себя в мастерской и чинили примусы, кастрюли, чайники, сковородки, а когда нечего было чинить, делали трёхколёсные велосипеды и самокаты для коротышек.
Однажды Винтик и Шпунтик никому ничего не сказали, закрылись у себя в мастерской и стали что-то мастерить. Целый месяц они пилили, строгали, клепали, паяли и никому ничего не показывали, а когда месяц прошёл, то оказалось, что они сделали автомобиль.
Этот автомобиль работал на газированной воде с сиропом. Посреди машины было устроено сиденье для водителя, а перед ним помещался бак с газированной водой. Газ из бака проходил по трубке в медный цилиндр и толкал железный поршень. Железный поршень под напором газа ходил то туда, то сюда и вертел колёса. Вверху над сиденьем была приделана банка с сиропом. Сироп по трубке протекал в бак и служил для смазки механизма.
Такие газированные автомобили были очень распространены среди коротышек. Но в автомобиле, который соорудили Винтик и Шпунтик, имелось одно очень важное усовершенствование: сбоку к баку была приделана гибкая резиновая трубка с краником, для того чтобы можно было попить газированной воды на ходу, не останавливая машины.
Торопыжка научился управлять этим автомобилем, и, если кому-нибудь хотелось покататься, Торопыжка катал и никому не отказывал.
Больше всех любил кататься на автомобиле Сиропчик, так как во время поездки он мог пить сколько угодно газированной воды с сиропом.

Этанол и керосин не являются топливом будущего. Используются в этом качестве уже более сотни лет.

Но речь идет о технологии получения их из воздуха.

Пока некоторый дрочат на батарейки и аккумуляторы, прогресс не стоит на месте.

1. Срок эксплуатации электрического аккумулятора ограничен, через 5 лет или 1000 циклов заряда-разряда емкость его падает и его нуджно отдавать на переработку.

С этими воздушными технологиями, сссука, дышать нечем будет.

Лучше водород и ПЭС в Пенжинской губе.

Водород получить легко, его трудно сохранить.
Стоимость хранения водорода минимум в 10 раз выше стоимости хранения бензина + устройство хранения совсем не дешевое.
https://studme.org/152663/tehn ... oroda

Да, я в курсе. Но, учитывая безвредность оного, следовало бы основательно вложиться в разработки, позволяющие удешевить хранение и перевозку - какие-нибудь новые наноматериалы для ёмкостей и прочих сальников. Всерьёз этим пока не занимались по причине дрочки на аккумуляторы