Меню

Как из этанола получить углекислый газ



Образование

11 апр. 2011 г.

Как можно получить из C2H5OH — CO2?

Итак, для начала разберемся, что такое C2H5OH? Это такое вещество, которое является действующим элементом практически любого напитка, содержащего алкоголь.

На самом деле он называется этиловым спиртом, этанолом, в простонародье просто — спирт.
Но как получить это вещество? Откуда его взять? Всё просто. Всего существует два способа получить этиловый спирт. Один из них — брожение.

По-научному это микробиологический процесс спиртового брожения. Такой способ известен с очень давних пор. Тогда люди получали этанол путем брожения различных органических компонентов в растениях и продуктах, содержащих большое количество сахаридов. Сахарид — углевод, название которого происходит от двух слов — уголь и вода, так как раньше использовалась формула Cx(H2O)y — соединение воды и угля. Углеводы содержаться в картофеле, рисе, кукурузе. Чистым углеводом является сахар, поэтому, чтобы добыть спирт для топлива (топливный спирт), использую специальный тростник.

Итак, возьмем сахар или другой продут, содержащий большое количество углеводов — C6H12O6. В результате сложного процесса брожения происходит реакция, которую можно записать вот так:

После брожения получается вещество, которое имеет в себе около 11-16 процентов этилового спирта, потому что при более высокой концентрации бактерии одноклеточных грибов (дрожжи) просто-напросто гибнут. Если спирт получать этим способом, то он просто так не годится для использования, его надо отфильтровать и отчистить. Обычно, этот процесс проделывают путем нагревания до пара и охлаждением со сбором конденсата (дистилляция).

Получения спирта в промышленности

Есть ещё один способ получить спирт — синтетически. Его обычно применяют в промышленности. При этом молекулы H2O присоединяются к ионам или другим молекулам. По-другому данный процесс называют гидратацией. В данном случае — гидратация этилена.

Этот способ можно разделить на ещё два подспособа: гидратация может быть прямой и промежуточной.

При прямой гидратации температура реакции доходит примерно до 290-310 градусов по Цельсию, а давление доходит до 6-8 МПа. В качестве ускорителя реакции применяют H3PO4, которой покрывают неразрушимый азбест, карболен (активированный уголь) или на высушенный силикатный гель.

При этом происходит вот такая реакция:

Следующий подспособ — промежуточная гидратация. Его так назвали, потому что гидратация происходит через эфирный промежуточный уровень H2SO4. После этого происходит разложение в воде (гидролиз) при температуре 75—95 градусов Цельсия и давлении 3 — 4 МПа.

Итак, на основе этой информации можно составить небольшую схему:

Так как же получить из спирта CO2?
Всё опять же просто:

Берем кислотный оксид и проделываем реакцию с этанолом. Выделяется диоксид углерода (или углекислый газ).

Источник статьи: http://schoolzer.blogspot.com/2011/04/c2h5oh-co2.html

Превращение CO2 в этанол: как алкоголь победит глобальное потепление

Исследовательская группа в Oak Ridge National Laboratory в штате Теннесси, США, разработала способ преобразования углекислого газа в этанол. Открытие это было сделано совершенно случайно: первоначально ученые рассчитывали превратить газ, растворенный в воде, в метанол — химическое вещество, которое получается естественным путем в результате вулканической активности и деятельности анаэробных бактерий. При попадании большого количества метанола в организм человек может ослепнуть. Как бы то ни было, исследователи обнаружили, что в результате у них получается этанол — потенциальный источник топливной энергии и алкогольная основа. Удивительно, но для того, чтобы совершить эту метаморфозу, нужно приложить совсем немного усилий!

Устройство для синтеза представляет собой небольшой чип, площадь которого составляет порядка 1 см 2 . Он покрыт шипами, каждый из которых достигает в поперечнике толщину лишь в несколько атомов. Каждый шип выполнен из атомов азота, покрытых углеродной оболочкой с наконечником из меди. Чип опускают в воду, после чего медь начинает действовать как своеобразный «громоотвод», служа проводником энергии и таким образом помогая молекулам перестроиться и образовать новое соединение до того, как они начнут реагировать с углеродом.

Алекс Рондинон, ведущий исследователь, говорит, что этот процесс напоминает обратное горение — обычно этанол взаимодействует с кислородом, в процессе горения образуя CO2, воду и выделяя большое количество энергии. В данном случае процесс повернут вспять — снабжая раствор энергией, ученые получают метанол из CO2 и воды. Именно использование наноматериалов и позволило предельно упростить процесс синтеза. Сферы меди на концах шипов достигают диаметра всего в несколько атомов, и, тем не менее, играют ведущую роль. В прошлых исследованиях вместо меди использовалась дорогостоящая платина, а потому о массовом производстве подобных чипов не могло идти и речи. Сейчас же команда надеется, что, поскольку их чип сделан из дешевых и общедоступных компонентов, его можно будет использовать в промышленных масштабах.

По мнению Алекса, превращать СО2 в этанол прямо из воздуха на данном этапе непросто, поскольку это весьма энергозатратный процесс. Впрочем, он надеется в будущем разработать еще несколько методик того, как можно быстро превращать вредный парниковый газ в топливо. Это не только улучшит экологию на планете, но и позволит людям получить еще один источник возобновляемого топлива. Схема проста: ветряные генераторы и, к примеру, солнечные панели вырабатывают излишки энергии, которые поступают от основной электросети на то, чтобы превратить воду и газ в метанол. Когда наступает ночь и штиль — топливо используется, чтобы питать электросеть далее. Как бы не была соблазнительна идея просто «выпить» парниковые газы, лучше этого не делать: этанол, которых получается на выходе из системы, содержит большое количество токсичного формиата, поэтому ему предстоит пройти еще несколько стадий очистки, прежде чем спирт можно будет запускать в алкогольную промышленность.

Источник статьи: http://www.techinsider.ru/science/279102-prevrashchenie-co2-v-etanol-kak-alkogol-pobedit-globalnoe-poteplenie/

Этанол в каждый дом: получать спирт можно буквально из воздуха

Лента новостей

Все новости »

Ученые с помощью физико-химической реакции превратили углекислый газ в этанол. Если спирт можно получать и без сложных процессов брожения и очистки, не значит ли это, что его можно будет с легкостью производить в домашних условиях?

Фото: PA Images/ТАСС —>

Американские физики получили спирт из воздуха. Этому открытию уже обещают большое будущее. Исследователи национальной лаборатории в Оук-Ридж, если совсем по-простому, запустили процесс обратный горению. Сама идея качать этанол из воздуха не нова, но до сих пор на выходе в нем было много бесполезных и даже вредных примесей.

Американские физики для эксперимента использовали графен: материал сложили в гармошку, добавили в углубление медь и пропустили через все это электрический ток с водой и углекислым газом. В результате полученная жидкость состояла на 60% из чистого спирта. Как так вышло, ученые до конца не понимают, но это неважно: главное, что технология проста, готова к промышленному применению, и есть идеи, где ее использовать, например, на солнечных и ветряных электростанциях, где излишки энергии можно переводить в биотопливо.

Напрашиваются и другие идеи. Набор компонентов для получения спирта подкупает своей простотой: розетка, вода, катализатор и воздух. Так нужны ли все эти сложные процессы брожения, дистилляции и очистки, или теперь производить топливо можно будет в каждом доме?

Вадим Дробиз директор центра исследований федерального и региональных рынков алкоголя (ЦИФРРА) «Не так давно нашли, по-моему, космическое облако, которое состоит из спирта, тоже серьезные ученые. То же самое и здесь. Никто не обменяет спирт из пищевого сырья, который мы потребляем внутрь, на непонятно какой, даже научно полученный результат серьезных исследований, неважно. Пили, пьем и будем пить пищевой спирт или спиртные напитки из пищевого спирта».

Эксперт по алкогольному рынку Эркин Тузмухамедов тоже сомневается в том, что спирт из воздуха когда-либо попадет на прилавки продуктовых магазинов — такому стартапу не суждено сбыться.

Эркин Тузмухамедов эксперт по алкогольному рынку «Способов добычи С2Н5ОН может быть бешеное количество. Например, я тоже придумывал способ из Байкала. На дне озера Байкал существуют кристаллогидраты, которые при большом давлении и низкой температуре превращаются в лед. Когда эти кусочки льда откалываются, всплывают наверх, сразу при понижении давления образуется большой объем газа. Здесь еще вопрос в том, что во всем мире пищевым этиловым спиртом считается спирт, полученный методом брожения из пищевого сырья, из биоматериалов. В данном случае, скорее всего, он не пройдет этические соображения».

Остается единственный способ использовать спирт из воздуха как топливо. Но тут американские физики не сказали главного: сколько энергии тратится на его добычу, и окупит ли конечный продукт эти энергозатраты.

Источник статьи: http://www.bfm.ru/news/336130

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H + Li + K + Na + NH4 + Ba 2+ Ca 2+ Mg 2+ Sr 2+ Al 3+ Cr 3+ Fe 2+ Fe 3+ Ni 2+ Co 2+ Mn 2+ Zn 2+ Ag + Hg 2+ Pb 2+ Sn 2+ Cu 2+
OH — Р Р Р Р Р М Н М Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
F — Р М Р Р Р М Н Н М М Н Н Н Р Р Р Р Р Н Р Р
Cl — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н Р М Р Р
Br — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н М М Р Р
I — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? Р ? Р Р Р Р Н Н Н М ?
S 2- М Р Р Р Р Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
HS — Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? ? Н ? ? ? ? ? ? ?
SO3 2- Р Р Р Р Р Н Н М Н ? Н ? Н Н ? М М Н ? ?
HSO3 Р ? Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
SO4 2- Р Р Р Р Р Н М Р Н Р Р Р Р Р Р Р Р М Н Р Р
HSO4 Р Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Н ? ?
NO3 Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
NO2 Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? Р М ? ? М ? ? ? ?
PO4 3- Р Н Р Р Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
CO3 2- Р Р Р Р Р Н Н Н Н ? ? Н ? Н Н Н Н Н ? Н ? Н
CH3COO — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
SiO3 2- Н Н Р Р ? Н Н Н Н ? ? Н ? ? ? Н Н ? ? Н ? ?
Растворимые (>1%) Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Внимание, если вы не нашли в базе сайта нужную реакцию, вы можете добавить ее самостоятельно.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Эти параметры действуют только для верхнего изображения вещества и не применяются в реакциях.

Размер шрифта
Отображение гетероатомов

Корректная работа сайта обеспечена на всех браузерах, кроме Internet Explorer.

Если вы пользуетесь Internet Explorer, смените браузер.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Источник статьи: http://acetyl.ru/o/a21i.php

Утилизация углекислоты при производстве спирта

При брожении осахаренной массы крахмала и сахарсодержащего сырья в герметически закрытых бродильных аппаратах выделяются газы, которые являются почти чистой углекислотой: содержание углекислоты в них составляет 99—99,5%.

Процесс выделения углекислоты протекает по уравнению:

Сахар Этиловый спирт Углекислый газ

Выход углекислоты составляет 95,5% от веса спирта, 51,3% — от веса сахарозы и 54,2% — от веса крахмала.

Принимая в среднем выход спирта равным 90,3% от теоретического, что составляет 65,0 дал из 1 тонны крахмала, получим рас­четный выход углекислоты, равный 7,53 кг на 1 дал полученного спирта, или 48,95 кг углекислоты на 1 тонну переработанного крахмала.

Практически степень использования углекислоты при переработке зерно-картофельного сырья может составлять примерно 70% от общего ее выхода, так как при наполнении бродильных аппаратов углекислота смешивается с воздухом. При непрерывном процессе сбраживания с постоянным притоком газ не смешивается с воздухом и может быть использован почти полностью. При переработке мелассы используется только 50% углекислоты, выделяющейся в дрожжегенераторах, так как она также разбавлена воздухом.

Выход углекислоты в зависимости от вида перерабатываемого сырья приводится в табл. 1.

Среднее содержание сбраживаемых углеводов в %

Выход спирта из 1 тонны сырья

Выход углекислоты из 1 тонны сырья в кг

В качестве примесей в выделяющейся при брожении углекислоте обнаруживаются спирт (0,4—0,8% по весу СО2), эфиры (0,03—0,4%), кислоты (0,08—0,09%) и следы альдегидов.

После несложной очистки из этого газа можно получить пищевую, почти химически чистую углекислоту в виде товарной жидкой или (твердой) сухой углекислоты или потреблять на месте в газообразном состоянии.

Производство жидкой углекислоты. Получение жидкой пищевой углекислоты из газов брожения на спиртовых и пивоваренных заводах ведется по схеме, изображенной на рис. 3.

Углекислый газ, выделяющийся при брожении из герметически закрытых бродильных чанов /, снабженных гидравлически­ми предохранителями, направляется в спиртоловушку 2 для промывки и освобождения от продуктов брожения.

Во время очередного заполнения каждого бродильного чана воздух вместе с начавшим выделяться углекислым газом отво­дят в атмосферу; как только остаток воздуха будет вытеснен выделяющимся газом, чан подключают к сборному газопроводу.

Углекислый газ, проходя гидравлическую спиртоловушку, направляется в холодный скруббер 5, орошаемый водой при помощи насоса 4; здесь происходит предварительная промывка и удаление из газа эфиров, альдегидов, высших спиртов, сивушных масел и других побочных продуктов спиртового брожения. Очищенная в скруббере углекислота через брызгоуловитель 5 нагнетается вентилятором в сборник газа — газгольдер 6.

Из газгольдера углекислый газ, проходя грязевик, поступает под давлением 0,1 ати во всасывающую линию первой ступени сжатия трехступенчатого углекислотного комп­рессора, где он сжимается до дав­ления 4,5 ата, вследствие чего температура его повышается до 100°С. Сжатие необходимо для того, чтобы газ мог преодолеть значительные сопротивления в последующих фильтрах.

После первой ступени сжатия углекислый газ подвергается тщательной очистке от различного рода оставшихся в нем примесей и охлаждению до температуры 25 °С.

До поступления в очистительную батарею СО2 проходит маслоотделитель (для улавливания могущих попасть от компрессора взвесей масла) и холодильник для охлаждения, после чего направляется на очистку.

Очистительная батарея состоит из последовательно соединенных цилиндрических резервуаров — фильтров, заполненных — 1 %-ным раствором перманганата калия — для окисления органических примесей газа; : двух, поочередно работающих,

одного — водой — для отмывки газа от примесей других газов и остатков побочных продуктов брожения; одного — хлористым кальцием, осушающим углекислоту (удаляющим влагу), и двух, поочередно работающих, заполненных активированным углем для очистки углекислоты от различного рода могущих быть в ней запахов.

Рис. 3. Схема производства жидкой СО2 из углекислоты брожения: А — общий газовый трубопровод; Б — трубопровод в атмосферу.

Затем газ направляется последовательно во вторую и третью ступени сжатия и оттуда поступает на розлив в баллоны или для получения сухого льда.

Из газгольдера 6 газ засасывается и сжимается до 1 — 1,5 ати одноступенчатым воздушным компрессором 7. Сжатый газ, пройдя промежуточный охладитель 8 и маслоотделитель 9, нагнетается для очистки последовательно в колонну с раствором марганцевокислого калия 10 и колонку с раствором соды 11. Далее газ охлаждается в холодильнике газа 12 и поступает для сушки в колонку, наполненную безводным хлористым кальцием или силикагелем 13. После осушки газ поступает для окончательной очистки в колонку с активированным углем 14, после чего направляется в трехступенчатый углекислотный компрессор15 для сжатия и сжижения.

Во второй ступени компрессора газ сжимается до 18—20 ати, при этом давлении, пройдя промежуточный охладитель 16 и колонку с хлористым кальцием 17, он поступает на третью ступень компрессора, где сжимается до 60—70 ати в зависимости от температуры охлаждающей воды. Далее газ проходит маслоотделитель 18 и поступает на фильтр с силикагелем 19 и углекислотный конденсатор, оттуда сжиженная углекислота направляется в наполнительно-весовую станцию для разлива в бал­лоны.

Колонки с хлористым кальцием или силикагелем и активированным углем целесообразно сдваивать, чтобы проводить их перезарядку без нарушения процесса очистки углекислоты.

Приведенная схема получения углекислоты целесообразна для крупных заводов; на небольших предприятиях очистительную аппаратуру можно устанавливать после первой и второй ступеней сжатия трехступенчатого углекислотного компрессора.

Получение сухого льда . Для получения твердой углекислоты жидкость направляется в испаритель, где часть ее улетучивается, а остаток превращается в снегообразную массу (сухой лед), которая спрессовывается в твердое тело.

Производство и потребление жидкой углекислоты связано с организацией баллонного хозяйства (емкостей) из стальных баллонов, работающих под высоким давлением и предназначенных для наполнения, хранения, перевозок и расходования углекис­лоты.

Стальные баллоны для жидкой углекислоты нуждаются в постоянном техническом надзоре и систематическом ремонте для поддержания в работоспособном и безопасном состоянии.

Организация и содержание многочисленного сложного и дорогостоящего баллонного хозяйства требует больших затрат труда и расход на нее составляет свыше 30% к общему размеру капитальных вложений на ввод в действие новых мощностей для производства жидкой углекислоты.

Углекислота в тяжелых стальных баллонах старого типа малотранспортабельна, так как вес баллонной тары составляет 70% при весе продукта 30% и для перевозки 1 тонны углекислоты потребители вынуждены перевозить в оба конца 4,5 тонны тары ( В баллонах нового типа с меньшим излишком запаса прочности и значительно уменьшенным весом (выпуск таких баллонов начат с 1958 г. соотношение веса тары и продукта несколько лучше, но все же вес тары в 1,5 раза превышает вес продукта ).

Перевозят жидкую углекислоту в основном дорогим автомобильным транспортом, так как углекислота отнесена МПС к категории опасных грузов, перевозки которых железнодорожным транспортом регламентированы и потому, естественно, ограничиваются.

При таких условиях себестоимость жидкой углекислоты для потребителей резко удорожается за счет высоких транспортных и накладных расходов, достигающих в ряде случаев 100% и бо­лее к оптово-отпускной цене франко-склад завода.

Стоимость перевозок жидкой углекислоты даже на короткие расстояния составляет в среднем 30—40% к ее общей покупной стоимости.

Хранение и расходование взрывоопасной жидкой углекислоты регламентированы определенными техническими правилами, обеспечивающими безопасность работы, но требующими дополнительных затрат труда и денежных средств.

Недостаток баллонной тары ограничивает размеры производства жидкой углекислоты, особенно в межсезонный период.

Указанные причины способствовали усиленному развитию за последние годы за границей, особенно в США и Англии, практики сжижения сухого льда с получением в пунктах потребления в необходимых случаях жидкой или газообразной углекислоты.

Сухой лед при сжижении дает углекислый газ 100%-ной чистоты, н е требует при перевозке тары, рассчитанной на высокое давление, поэтому и стоимость перевозок его намного ниже.

Хранилище для сухого льда. В связи с низкой температурой (минус 78,9°С) сухой лед воспринимает тепло окружающей среды и сублимируется (испаряется).

Скорость сублимации и связанные с нею размеры потерь сухого льда. прямо пропорциональны разности температур меж­ду сухим льдом и окружающей его средой.

Поэтому для хранения сухого льда создают герметически закрытые, заглубленные в землю хранилища с плотной надежной изоляцией толщиной до 300 мм.

Наружные стены и днище такого хранилища выполняют из листовой стали, а швы между листами пропаивают. Внутри хранилище для сухого льда разделяют на отдельные отсеки перегородками из изоляционного материала. В каждый отсек вставляется этажерка для укладки в нее блоков сухого льда. Этажерка опускается при загрузке сухого льда и поднимается при выгрузке его с помощью электротельфера.

Загрузка и выгрузка сухого льда проводится через верхние люки льдохранилища, снабженные крышками с высококачественной плотной изоляцией.

По емкости льдохранилище рассчитывается минимально на двухсуточную производительность или потребность.

Размеры потерь сухого льда при хранении зависят от степени загрузки хранилища, так как при сублимации образуется своеобразный защитный слой газообразной углекислоты.

Льдохранилище описанного типа с верхней загрузкой блоков сухого льда представлено на рис. 4.

Для перевозки твердой углекислоты Институтом холодильной промышленности разработана конструкция деревянных контейнеров емкостью 1600, 1000, 500 и 100 кг твердой углекислоты. Потери ее при перевозке и хранении в зависимости от температуры наружного воздуха составляют 2,5—4% в сутки. Твердая углекислота может быть заложена и в так называемые сжижители сухого льда — особый тип толстостенных баллонов; в них углекислота сохраняется без потерь неопределенно долгое время.

Использование естественной углекислоты, получаемой в процессах брожения, является наиболее экономически рентабельным способом производства товарной углекислоты.

Рис. 4. Хранилище для сухого льда.

Такое производство сухого льда не требует расходования на эти цели исходного сырья, а также довольно сложного и металлоемкого оборудования, как на специальных углекислотных заводах, получающих СО2 из дымовых газов сжигаемого кокса или антрацита.

Для выработки 1 тонны жидкой углекислоты из газов брожения расходуется 190 квт-ч электроэнергии, в то время как на специализированных углекислотных заводах — 175 квт-ч электроэнергии, 750—850 кг антрацита и 7 кг дефицитного моноэтаноламина.

Расчеты показывают, что при правильном использовании газов брожения, улучшении организации производства и труда в углекислотных цехах спиртовых заводов себестоимость жидкой углекислоты может быть значительно снижена.

Промышленное использование отходящей углекислоты спиртового брожения возникло в годы первой пятилетки. Первый углекислотный цех был оборудован на Мироцком спиртовом заводе в 1932 г . В прошедшем времени производство жидкой пищевой углекислоты из газов спиртового брожения было организовано на 40 спиртовых заводах СССР. На некоторых из них углекислотные цехи были оборудованы льдогенераторами и выпускали наряду с жидкой углекислотой сухой лед.

Спиртовые заводы с углекислотными цехами заняли ведущее место в углекислотной промышленности страны, составляя по численности 34% и по производительности 37% всех предприятий, вырабатывающих углекислоту. На спиртовых заводах вырабатывается более 25% производимой в СССР углекислоты.

Общее число предприятий, использующих углекислоту спиртового брожения спиртовых и пивоваренных заводов, составляет 47% всех мощностей по производству углекислоты, в то время как в США удельный вес предприятий, использующих углекис­лоту брожения, равен 43%.

Однако общее использование СО2 на спиртовых заводах крайне незначительное — всего 4,5% от возможного выхода товарной углекислоты. На спиртовых заводах ежегодно выбрасывалось в атмосферу до 1 млн. т углекислоты, в том числе по УССР — до 180 тыс. т.

Так, например, даже на крупных спиртовых заводах, имеющих углекислотные установки, использование углекислоты в свое время было весьма низкое, что видно из данных табл. 2.

Источник статьи: http://www.sergey-osetrov.narod.ru/Documents/Utilisation_carbonic_acid_to_production_alcohol.htm

Питьевой спирт из углекислого газа и воды.

Два с половиной года назад содружество АШ дружно посмеялось над изобретением в США самогонного аппарата процесса получения этанола из углекислого газа и воды: Ученые создали наноматериал, вырабатывающий спирт из воздуха. А история самого изобретения тем не менее имеет продолжение. На процесс оформлена лицензия, что как я понимаю теперь делает возможным его промышленное применение.

Вниманию камрадов предлагается гугл-перевод новости о текущей судьбе изобретения:

OAK RIDGE, Tenn. ООО «Реактуэлл» лицензировало новую технологию переработки отходов в топливо в Национальной лаборатории Департамента энергетики ОК-Риджа для совершенствования методов преобразования энергии для более чистого, более эффективного производства нефти и газа, химической и биоэнергетики.

Исследователи ORNL разработали катализатор, состоящий из наночастиц меди, рассматриваемых как сферы, встроенные в углеродные наноспайки, которые могут конвертировать углекислый газ в этанол.

Реактуэлл принесет электрохимический процесс ОРНЛ, который преобразовывает углекислый газ сразу в этанол, в решение преобразования компании существующее известное как процесс Реактуэлл.

Детище изобретателя Brandon Iglesias, процесс ReactWell проект научных исследований и разработки включая реакцию которая преобразовывает органический материал к синтетической сырой нефти. Он может быть использован нефтеперерабатывающими заводами для модернизации их исходного сырья или для преобразования биомассы в нефть.

Метод ОРНЛ включает науку нанофабрикации и катализа, используя крошечные шипы углерода и меди, чтобы превратить парниковый газ в устойчивую жидкость.

«Процесс нашей команды дополняет другие методы рафинирования, предоставляя средства для рециркуляции диоксида углерода, который в противном случае был бы выпущен”,-сказал Адам Рондинон, соавтор катализатора диоксида углерода в этанол. «Кроме того, он может работать в качестве диспетчерской нагрузки, которая может соответствовать прерывистости возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.”

«Эта технология может предложить полезную альтернативу батареям для длительного или портативного хранения возобновляемой электроэнергии», — добавил он. Уникальная технология, сказал Иглесиас, открывает возможности для оптимизации потребностей в преобразовании энергии во многих приложениях.

Любая деятельность, которая производит субпродукт — углекислый газ, может помочь. Например, катализатор ORNL происходит в один шаг, и когда он включен в процесс ReactWell, это снимет необходимость завода покупать дополнительный водород из трубопровода или производить дополнительный водород с помощью парового метанового риформинга или электролиза с помощью электролизеров.

Метод ОРНЛ использует крошечные шипы углерода и меди, чтобы превратить парниковый газ в устойчивую жидкость. ReactWell позволит использовать технологию переработки отходов в топливо в существующем решении для конверсии, известном как процесс ReactWell. Кредит: Adam Rondinone / Oak Ridge National Laboratory, U. S. Dept. энергии

” Запуск реакций в один шаг без предварительного условия генерации водорода—имея возможность напрямую запускать воду—это очень новая платформа», — сказал Иглесиас. Одношаговая реакция может привести к существенной экономии на первоначальных капитальных вложениях и долгосрочных эксплуатационных расходах.

В отличие от конкурирующих процессов, катализатор ORNL не использует редкоземельные элементы, которые являются дорогостоящими и могут быть труднодоступными. «Реакции, которые мы делали в прошлом, работали хорошо, но катализатор и затраты на строительство в некоторых приложениях высоки, а сроки окупаемости длительны”, — сказал Иглесиас.

«Поскольку метод ОРНЛ основан на меди и углероде, он поможет минимизировать срок окупаемости для привлекательной доходности капитала”, — добавил он.

Rondinone и коллеги продолжают исследования для того чтобы понять и улучшить пределы эффективности, пределы продолжительности жизни и допуск отравления (Прим.: имеется в виду «отравление» катализаторов, т.е. выход их из строя) -. Они продемонстрировали, что углеродные нанопики электрохимически стабильны в течение не менее 300 часов и могут выращиваться на различных подложках на широких площадях.

Соавторами процесса преобразования отходов в топливо ORNL являются ян сон, Дейл Хенсли, Адам Рондинон, Питер Боннесен и Руи Пэн. Ян Сонг теперь работает в ReactWell в качестве ведущего ученого.

Первоначальное исследование было профинансировано управлением науки ДОУ и использовало ресурсы в центре Нанофазных наук о материалах ОРНЛ, который является управлением науки ДОУ. Дополнительное финансирование предоставила технологическая инновационная программа ORNL.

Лицензия ReactWell на электрохимический процесс ORNL ограничивается конверсией углекислого газа в этанол.

Reactwell со штаб-квартирой в Новом Орлеане, штат Луизиана, предоставляет передовые технологические услуги, продукты и распределенные модульные химические технологические единицы для организаций в энергетической, химической, нефтегазовой, водной и энергетической и нефтехимической промышленности, ведущих бизнес внутри и за пределами Соединенных Штатов. Они достигают результатов материального качества для их клиентов путем смешивать творческие разрешения, ограниченные законами трудной науки и скудных ресурсов.

Видео 2016 год (английский):

Источник статьи: http://aftershock.news/?q=node/749539&full

Разработан новый способ получения этанола из CO2

Ученые хотят разработать медный катализатор, избирательно преобразующий диоксид углерода в полезные химикаты и топливо с минимальным количеством побочных продуктов.

Результаты работы специалистов Стэнфордского университета могут привести к новому, более экологичному способу получения этанола без использования кукурузы или других растений. Технология включает 3 основных компонента: воду, углекислый газ и электричество от медного катализатора.

«Одна из 4 наших долгосрочных целей – производство возобновляемого этанола, не затрагивающее продовольственные ресурсы», — отметил руководитель проекта, Томас Джарамильо.

Ученые хотят разработать медный катализатор, избирательно преобразующий диоксид углерода в полезные химикаты и топливо с минимальным количеством побочных продуктов. Но для этого необходимо четко понимать принцип действия металла. Выводы исследования помогают продвинуться в этой задаче.

Команда выбрала 3 типа кристаллической меди: (100), (111) и (751). Цифры описывают поверхностную геометрию одного кристалла.

«Образцы выглядят идентично, но отличаются по распределению атомов, — объяснил Кристофер Хан, соведущий автор работы. – Суть нашего исследования в понимании того, как разные грани меди влияют на электрокаталитические свойства».

Группа создала способ выращивания крупных кристаллоподобных структур на больших панелях кремния и графита. Опыты с электродами показали, что медь (751) при подаче определенного напряжения отличается более высокой селективностью для жидких продуктов, вроде этанола и пропанола.

«В образцах (100) и (111) поверхностные атомы расположены плотно, формируя квадратные или сотовые ячейки, — объяснил Хан. – Тесная связь повышает инертность материала. В меди (751) атомы на поверхности разбросаны более свободно. Отсутствие соседей заставляет их сильнее связываться с поступающими реактивами, вроде углекислого газа. Мы уверены, это – ключевой фактор, ведущий к лучшей селективности».

Команда хочет создать технологию, способную избирательно производить углеродно-нейтральное топливо и химикаты в промышленных масштабах.

по материалам sciencedaily.com, перевод econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.

Источник статьи: http://econet.ru/articles/167819-novyy-sposob-polucheniya-etanola-iz-co2

Найдено вещество, превращающее CO2 и воду в этанол: топливо будущего

Новый катализатор изготовлен из атомарно диспергированной меди на основе из углеродного порошка и действует как электрокатализатор, находясь в электрическом поле низкого напряжения, когда вода и диоксид углерода проходят через него. Реакция разрушает эти молекулы, а затем выборочно перестраивает их в этанол с электрокаталитической селективностью, (или «фарадеевской эффективностью») свыше 90%. Команда утверждает, что это «намного выше, чем любой другой зарегистрированный процесс такого рода».

После создания этанола его можно использовать в качестве добавки к топливу или в качестве промежуточного продукта в химической, фармацевтической и косметической промышленности. Использование его в качестве топлива было бы примером «круговой углеродной экономики», в которой CO2, уловленный из атмосферы, эффективно возвращается обратно по мере сжигания.

Если в процессе используется возобновляемая энергия, тогда ситуация еще лучше; все, что будет утеряно в процессе — это пресная вода. Само по себе это обстоятельство является проблемой, но ее можно решить. Но на практике намного лучше управлять электромобилем, чем автомобилем, работающим на бензине и использующим этот этанол в качестве добавки. Хотя его эффективность по Фарадею может быть превосходной, общая электрическая эффективность не будет такой же; передача того же количества энергии в батарею даст больше энергии для вращения колес, потому что двигатели внутреннего сгорания ужасно неэффективны по сравнению с электрическими силовыми агрегатами. На этой стадии катализа также будут наблюдаться дополнительные (и существенные) потери мощности на этапах промышленного улавливания и транспортировки углерода.

На данном этапе также невозможно предсказать, каковы могут быть затраты. Уже существует ряд синтетических видов топлива, использующих каталитически улавливаемый диоксид углерода; например Carbon Engineering — одна из фирм, которая извлекает CO2 из воздуха для создания синтетической нефти, которая может быть переработана, например, в авиационное топливо высокой чистоты.

Такое синтетическое топливо должно конкурировать с обычным ископаемым бензином по цене. Не зная, как этанол, улавливающий углерод, конкурирует с биоэтанолом и другими видами топлива, сейчас очень трудно сказать, будет ли у проекта коммерческий успех и станет ли он тем фактором, который существенно изменит топливную индустрию.

Источник статьи: http://www.techinsider.ru/science/news-608003-naydeno-veshchestvo-prevrashchayushchee-co2-i-vodu-v-etanol-toplivo-budushchego/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *