211service.com
Ein neuer Biokraftstoff: Propan
MIT-Forscher sagen, dass sie ein effizientes chemisches Verfahren zur Herstellung von Propan aus Mais oder Zuckerrohr entwickelt haben. Sie gründen diese Woche ein Start-up, um das Biopropan-Verfahren zu kommerzialisieren, von dem sie hoffen, dass es einen Platz auf dem bestehenden 21-Milliarden-Dollar-US-Markt für den Kraftstoff finden wird.
Biokraftstoff-Alternative: MIT-Forscher entwickeln ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Propan aus Mais oder Zuckerrohr.
Während sich ein Großteil der Aufmerksamkeit bei Biokraftstoffen auf Ethanol konzentriert hat, produziert das von den MIT-Forschern entwickelte Verfahren Propan, sagt Andrew Peterson , einer der Doktoranden, der die Reaktionen demonstrierte. Propan wird in den Vereinigten Staaten zum Heizen von Wohngebäuden und einigen industriellen Prozessen sowie in begrenztem Umfang als flüssiger Kraftstoff für den Transport verwendet. Wir stellen einen demonstrierten Kraftstoff her, für den es bereits einen Markt und eine Infrastruktur gibt, sagt Peterson, der im Labor des Chemieingenieur-Professors arbeitet Jefferson-Tester und hat das Startup C3 BioEnergy mit Sitz in Cambridge, MA, gegründet, um die Technologie zu kommerzialisieren.
Propan, das derzeit aus Erdöl hergestellt wird, hat eine höhere Energiedichte als Ethanol, und obwohl es oft in gasförmiger Form verwendet wird, ist es der sauberste flüssige Kraftstoff.
Der C3-BioEnergy-Prozess basiert auf überkritischem Wasser – Wasser mit einer sehr hohen Temperatur und einem sehr hohen Druck –, das die Reaktionen erleichtert, die eine biologische Verbindung in Propan umwandeln. Peterson würde die Ausgangsverbindung nicht verraten, aber er sagt, dass es ein Produkt der Fermentation des Zuckers ist, der in Mais oder Zuckerrohr enthalten ist. Die Reaktion wird durch Hitze angetrieben und erfordert keine Katalysatoren. Bei überkritischen Temperaturen und Drücken, sagt Peterson, bewirkt Wasser bizarre Dinge. Es wird wie ein unpolares Lösungsmittel und vermischt sich mit den organischen Verbindungen. Nach erfolgter Reaktion wird die Lösung unter hohem Druck gehalten und auf Raumtemperatur abgekühlt, so dass das Propan aus der Lösung austritt und nach oben schwimmt. Wir haben bewiesen, dass wir Propan herstellen können, sagt Peterson. Jetzt versuchen wir, die Reaktionsgeschwindigkeit zu optimieren und skalierbar zu machen.
Peterson sagt, dass die Biopropan-Umwandlung eine gute Energiebilanz hat: Bei der Herstellung muss nicht viel fossiler Brennstoff verbrannt werden. Die Reaktion erfordert keinen großen Energieeinsatz, da die für die Biopropan-Umwandlung entscheidende Wärme mit einem Wärmetauscher zurückgewonnen werden kann, einer Vorrichtung, die Wärme in und aus einer Flüssigkeit überträgt.
Alle Biokraftstoffreaktionen beinhalten die Entfernung von Sauerstoff aus der Ausgangsverbindung, sagt George Huber , Assistant Professor für Chemieingenieurwesen an der University of Massachusetts in Amherst. Dafür gibt es eine Reihe von Strategien, einschließlich Reaktionen, die auf biologischen Katalysatoren beruhen. Aber, sagt Huber, überkritische Fluide seien ein sehr vielversprechender Weg, um Biokraftstoffe herzustellen. Sie können dies in einem sehr kleinen Reaktor in sehr kurzer Zeit tun, also können Sie es sehr wirtschaftlich tun.
Andere akademische Labore entwickeln Verfahren, die Hochtemperatur- und Hochdruckflüssigkeiten verwenden, um Biokraftstoffe herzustellen. Douglas Elliott , am Pacific Northwest National Laboratory in Richland, WA, verwendet nahezu überkritische Bedingungen in Kombination mit einem Katalysator zur Behandlung von Abwasser und unverarbeiteter Biomasse. Unter diesen Bedingungen können organische Verbindungen zu einem Gemisch aus Methan (dem Hauptbestandteil von Erdgas) und Kohlendioxid verarbeitet werden. Wir haben den ganzen Weg von kleinen Reaktoren zur Behandlung von einigen Gallonen Abwasser pro Stunde gegangen, sagt Elliott, der mit einem Unternehmen an der Kommerzialisierung der Technologie für die Wasseraufbereitung arbeitet. Mit Biomasse sind wir noch im Labor.
Huber und Elliott sagen, dass das MIT-Biopropan-Verfahren neu ist. Ich habe noch nie erlebt, dass jemand Propan mit überkritischen Flüssigkeiten herstellt, sagt Huber.
In einigen Ländern, darunter Australien, wird Propan häufiger als Kraftstoff für den Transport verwendet. In den USA müsste man dafür Motoren modifizieren, sagt Huber. Biopropan könnte dort eingesetzt werden, wo wir bereits Propan verwenden.