Вода призводить до утворення хімічного продукту, який є домішкою при виробництві палива

  • Час 31-03-2015, 14:56
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

РІЧЛАНД, Вашингтон - Намагаючись зрозуміти хімічні процеси, які перетворюють рослинні матеріали в аналогічний з енергоефективності бензин і дизельне паливо, якими ми заправляємо автомобілі, вчені виявили, що вода в процесі конверсії допомагає створити домішка, яка, в свою чергу, уповільнює основні хімічні реакції.

Дані дослідження вивчає конверсію биомасла, що утворюється з біомаси, такий як деревна стружка або трава, транспортне паливо. Вчені використовували комп'ютерній ютерну симуляцію для вивчення того, що відбувається зі звичайними биомасляными побічними продуктами. Вода, що використовується в процесі виробництва біопалива, перетворює побічні продукти у суміш, яка зупиняє і блокує реакції, що ведуть до біопалива. Результати впливають не тільки воду, але і на супутні рідини в биомасле, такі як спирти і певні віді кислот.

Вода призводить до утворення хімічного продукту, який є домішкою при виробництві палива

Дослідження надає всебічний огляд побічного продукту фенолу, вступає в реакцію з каталізаторами. Каталізатори - це речовини, які хіміки використовують для прискорення реакцій, що перетворюють рослини в паливо; реакції, що відбуваються глибоко всередині Землі мільйони років, призвели до утворення викопного палива, використовуваного сьогодні.

Від трави до бензину

Для перетворення рослинних речовин у продукти, одержувані з нафти - бензин і пластик - хіміки повинні розуміти кожен крок цього процесу. Для виготовлення біопалива, вчені швидко нагрівали рослинні речовини в процесі, званого піроліз. Потім вони використовували каталізатори для перетворення піролізного масла в транспортне паливо.

В результаті хімічної реакції, вчені отримали вихідні продукти для палива і побічний продукт, звань фенол. Фенол, сам по собі, не становить великих проблем для палива, однак він знаходиться в ємності з хімічними речовинами і водою, що піддаються безлічі реакцій і перетворюється на молекули, які називаються кетони.

Кетони з'єднання єднуються з іншими аналогічними речовинами і утворюють довгі ланцюжки, які забруднюють каталізатори і заважають проходженню важливих реакцій. Вчені з PNNL (Національна північно-західна тихоокеанська лабораторія) хотіли дізнатися на молекулярному рівні, як фенол перетворюється в кетон. В результаті вони виявили, що це не вина каталізатора.

Каталізатор, що вивчається, за допомогою комп'ютерного моделювання

Існує кілька думок, як це відбувається. Команда вчених використовувала комп'ютер для симуляції взаємодії фенолу з каталізаторами и водою, щоб покроково дослідити, що ж відбувається насправді. Для визначення ролі води в цій реакції, вони також зімітували аналогічні реакції у вакуумі, де використовувалися всі компоненти, крім твердого каталізатора в пароподібний формі. Вони проводили ці симуляції, використовуючи ресурси EMSL (Лабораторія моніторингу навколишнього середовища і допоміжних робіт), лабораторії Environmental Molecular Sciences Laboratory Департаменту енергетики при PNNL.

В симуляції каталізатор зазвичай являє собою шматок металу, нікелю або платіні. Молекули фенолу і води надзвичайно відскакують або приземляються на металеву поверхню, де зв'язки рвуться і повторно утворюються між атомами всередині молекул, зміщуючи електрони навколо. Таким способом фенол може перетворюватися в кетон.

Команда вчених виявила, що присутність води суттєво підвищує швидкість, з якою відбувається остаточне перетворення в кетон. Крім того, вода також впливає на ті, як металевий каталізатор переносити свої електрони, що в свою чергу впливає на процес каталізації реакції між атомами фенолу і водню, що знаходяться на поверхні каталізатора.

\"Ми були дуже здивовані, яку роль рідини грають у хімічній активності каталізатора\", заявивши Юхун Юн (Yeohoon Yoon), співавтор дослідження. \"Ми багато знаємо про даних реакціях в газоподібній фазі, але майже нічого не знаємо про даних реакціях в рідинах. Принципи, про які ми дізналися, можуть використовуватися для інших реакцій, керованих каталізаторами. Вони будуть працювати в комплексних системах реальних каталізаторів, полегшуючи процес створення біопалива\".

Ви можете подивитися відео, на якому показано процес утворення домішки на каталізаторі під час перетворення биомасла в вуглеводневу суміш, яка далі очищається у придатний для використання паливо (посилання вказана в оригінальній статті).

Джерело новини

Tags

Коментарі до новини