211service.com
Een nieuwe biobrandstof: propaan
MIT-onderzoekers zeggen dat ze een efficiënt chemisch proces hebben ontwikkeld om propaan te maken uit maïs of suikerriet. Ze nemen deze week een startup op om het biopropaanproces te commercialiseren, waarvan ze hopen dat het een plaats zal vinden in de bestaande $ 21 miljard Amerikaanse markt voor de brandstof.
Biobrandstof alternatief: MIT-onderzoekers ontwikkelen een efficiënt proces om propaan te maken uit maïs of suikerriet.
Terwijl veel van de aandacht voor biobrandstoffen is gericht op ethanol, produceert het door de MIT-onderzoekers ontwikkelde proces propaan, zegt Andrew Peterson , een van de afstudeerders die de reacties demonstreerden. Propaan wordt in de Verenigde Staten gebruikt voor verwarming van woningen en sommige industriële processen, en in beperkte mate als vloeibare transportbrandstof. We maken een bewezen brandstof waarvoor al een markt en infrastructuur bestaat, zegt Peterson, die werkt in het laboratorium van hoogleraar scheikunde. Jefferson-tester en heeft de startup C3 BioEnergy opgericht, gevestigd in Cambridge, MA, om de technologie te commercialiseren.
Propaan, dat momenteel wordt gemaakt van aardolie, heeft een hogere energiedichtheid dan ethanol, en hoewel het vaak in gasvorm wordt gebruikt, is het de schoonst brandende vloeibare brandstof.
Het C3 BioEnergy-proces is afhankelijk van superkritisch water – water met een zeer hoge temperatuur en druk – dat de reacties vergemakkelijkt die een biologische verbinding in propaan veranderen. Peterson zou de uitgangsverbinding niet onthullen, maar hij zegt dat het een product is van de fermentatie van de suikers in maïs of suikerriet. De reactie wordt aangedreven door warmte, waardoor er geen katalysatoren nodig zijn. Bij superkritische temperatuur en druk, zegt Peterson, doet water bizarre dingen. Het wordt als een niet-polair oplosmiddel en vermengt zich met de organische verbindingen. Als de reactie eenmaal heeft plaatsgevonden, wordt de oplossing onder hoge druk gehouden en afgekoeld tot kamertemperatuur zodat het propaan uit de oplossing komt en naar boven drijft. We hebben aangetoond dat we propaan kunnen maken, zegt Peterson. Nu proberen we de reactiesnelheid te optimaliseren en in een schaalbaar stadium te krijgen.
Peterson zegt dat de biopropaanomzetting een goede energiebalans heeft: er hoeft niet veel fossiele brandstof te worden verbrand tijdens de productie. Voor de reactie is geen grote hoeveelheid energie nodig, omdat de warmte die de sleutel is tot de omzetting van biopropaan, kan worden teruggewonnen met behulp van een warmtewisselaar, een apparaat dat warmte in en uit een vloeistof transporteert.
Alle reacties op biobrandstoffen omvatten het verwijderen van zuurstof uit de uitgangsverbinding, zegt: George Huber , assistent-professor chemische technologie aan de Universiteit van Massachusetts, in Amherst. Er zijn een aantal strategieën om dit te doen, waaronder reacties die afhankelijk zijn van biologische katalysatoren. Maar, zegt Huber, superkritische vloeistoffen zijn een veelbelovende manier om biobrandstoffen te maken. Je kunt het in een zeer kleine reactor in een zeer korte tijd doen, dus je kunt het heel economisch doen.
Andere academische laboratoria ontwikkelen processen die vloeistoffen onder hoge temperatuur en onder hoge druk gebruiken om biobrandstoffen te maken. Douglas Elliott , in het Pacific Northwest National Laboratory, in Richland, WA, gebruikt bijna superkritische omstandigheden in combinatie met een katalysator om afvalwater en onbewerkte biomassa te behandelen. Onder deze omstandigheden kunnen organische verbindingen worden gemaakt tot een mengsel van methaan (het hoofdbestanddeel van aardgas) en koolstofdioxide. We zijn helemaal van kleine batchreactoren naar de behandeling van een paar liter afvalwater per uur gegaan, zegt Elliott, die samen met een bedrijf werkt aan het commercialiseren van de technologie voor waterbehandeling. We zitten nog in het lab met biomassa.
Huber en Elliott zeggen dat het MIT-biopropaanproces nieuw is. Ik heb nog nooit iemand propaan zien maken met superkritische vloeistoffen, zegt Huber.
In sommige landen, waaronder Australië, wordt propaan op grotere schaal gebruikt als transportbrandstof. In de Verenigde Staten zou je motoren moeten aanpassen om het te gebruiken, zegt Huber. Biopropaan zou kunnen worden gebruikt waar we al propaan gebruiken.