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El nuevo proceso verde de los biofuels podía resolver todas las necesidades del transporte de los E.E.U.U. El nuevo proceso de los biofuels promete resolver todas las necesidades del transporte de los E.E.U.U. Por Emil Venere, universidad de Purdue 14 de marzo de 2007
El nuevo acercamiento modifica los métodos convencionales para producir los combustibles líquidos de biomasa agregando el hidrógeno de una fuente de energía "carbón-libre", tal como energía solar o atómica, durante un paso llamado gasificación. La adición del hidrógeno durante este paso suprime la formación del bióxido de carbono y aumenta la eficacia del proceso, permitiendo producir tres veces el volumen de biofuels de la misma cantidad de biomasa, dijo Rakesh Agrawal, profesor distinguido de piedra de Winthrop E. de Purdue de la ingeniería química. Los investigadores están llamando su acercamiento un "proceso híbrido del hidrógeno-carbón," o H2CAR.
El proceso, que haría posible el amanecer de una "economía del hidrógeno-carbón," se detalla en un papel de investigación que aparece en línea esta semana en los procedimientos de la National Academy of Sciences. El papel fue escrito por Agrawal, el estudiante doctoral Navneet R. Singh de la ingeniería química, y profesores Fabio H. Ribeiro y W. Nicholas Delgass de la ingeniería química. Un método convencional para dar vuelta a la biomasa o al carbón en los combustibles líquidos implica primero el analizar de la materia prima con un proceso químico que "lo gasifique" en el bióxido de carbono, el monóxido de carbono y el hidrógeno. Entonces esos componentes se dan vuelta en un combustible líquido con otros procesos. En el concepto de H2CAR, el hidrógeno sería cosechado partiendo las moléculas de agua, posiblemente con un método bien conocido llamado electrólisis. Entonces el hidrógeno sería agregado durante el paso de la gasificación, haciendo el proceso más eficiente suprimiendo la formación del bióxido de carbono y convirtiendo todos los átomos de carbón al combustible. Cuando los métodos convencionales se utilizan para convertir la biomasa o el carbón a los combustibles líquidos, 60 por ciento a 70 por ciento de los átomos de carbón en los materiales que comienzan se pierden en el proceso como bióxido de carbono, un gas del invernadero, mientras que no se perdería ningunos átomos de carbón usando H2CAR, Agrawal dicho. "Esta basura es debido al hecho de que estás utilizando la energía contenida en la biomasa para conducir el proceso entero," él dijo. "Estoy diciendo, biomasa del convite predominante como surtidor de los átomos de carbón, no como fuente de energía." La energía para la electrólisis sería proporcionada por fuentes de energía carbón-libres, tales como solar, viento o energía atómica. Y, desemejante de métodos convencionales de producir los combustibles líquidos de materia y del carbón de la planta, H2CAR no emitiría el bióxido de carbono a la atmósfera. "La meta es lograr la transformación completa de cada átomo de carbón en la materia de base al combustible líquido supliendo el proceso de la conversión con hidrógeno de una fuente de energía carbón-libre," Agrawal dicho. Otros investigadores han estimado que los Estados Unidos tienen una fuente sostenible de cerca de 1.4 mil millones toneladas de la biomasa cada año que se podrían utilizar específicamente para la producción de combustibles líquidos. Métodos convencionales, esa cantidad de biomasa proveería de 30 por ciento del combustible requerido para las necesidades anuales del transporte de la nación. Pero la misma cantidad de biomasa proporcionaría bastante combustible para resolver todo el transporte necesita usar el nuevo método de H2CAR, Agrawal dicho. "Esto es posible sin usar ninguna tierra adicional," él dijo. Un estudio federal indica que 1 mil millones toneladas de la biomasa están potencialmente disponibles cada año de fuentes agrícolas tales como basuras de la cosecha, abono animal, granos y otras cosechas. La biomasa restante podía venir de fuentes incluyendo la madera de combustible de bosques, pierde el excedente izquierdo de la madera que procesaba molinos y los molinos de papel, y la construcción y la ruina de la demolición. El proceso también ofrece ventajas potenciales sobre producir los combustibles líquidos del carbón usando los métodos convencionales, que emiten el bióxido de carbono. Porque H2CAR no emitiría este bióxido de carbono adicional, el proceso eliminaría la necesidad del bióxido de carbono propuesto "que secuestra." El secuestro implicaría el bombear de emisiones del bióxido de carbono en los acuíferos de la agua salada y los bolsillos del hueco subterráneamente que contenían el aceite, el gas natural y depósitos del carbón. Pero el procedimiento plantea varias trampas potenciales. "Claramente, las cantidades masivas de bióxido de carbono serían secuestradas durante una producción siglo-larga de combustibles líquidos del carbón," ayuda de Agrawal. "Esto pondría demandas extremas en los sistemas de la captura, del almacenaje y de supervisión del bióxido de carbono." El nuevo proceso también sería más práctico que los coches todo-eléctricos o hidrógeno-accionados, en parte debido a la memoria limitada de baterías y de tanques de almacenaje del hidrógeno. "La enorme conveniencia proporcionada por la infraestructura existente para entregar y almacenar los combustibles de hoy es un impedimento enorme a introducir las tecnologías que utilizan solamente las baterías o el hidrógeno solamente," Agrawal dicho. "Una ventaja importante de nuestro proceso es que nos permitiría utilizar la infraestructura actual y la tecnología de combustión interna del motor. Es absolutamente atractiva para los vehículos eléctricos híbridos y los vehículos eléctricos híbridos enchufables." Crecer bastante biomasa para las necesidades del transporte de la nación entera que usan el método convencional para producir biofuels requeriría un área de la tierra 25 por ciento a 55 por ciento el tamaño de los Estados Unidos, comparado con cerca de 6 por ciento a 10 por ciento para el proceso de H2CAR. "Esta reducción grande del área de la tierra necesitada para H2CAR proporciona una oportunidad para la producción sostenible del combustible de hidrocarburo para el futuro próximo," Agrawal dicho. Una razón importante que menos tierra sería necesaria está debido a la eficacia más alta total de generar el hidrógeno partiendo las moléculas de agua usando energía solar para conducir la electrólisis. Generalmente, el hidrógeno en los combustibles líquidos hechos de biomasa viene de la materia sí mismo de la planta. Pero típicamente toma a más de 10 veces la energía solar de crecer cosechas que hace para producir la cantidad equivalente de hidrógeno que posee el mismo contenido en energía usando el método solar-power de la electrólisis, él dijo. "Tan el abastecimiento del hidrógeno derivado del agua con electrólisis solar reduce la cantidad de biomasa necesitada," Agrawal dicho. "El rendimiento energético medio de cosechas crecientes es típicamente menos de 1 por ciento, mientras que el rendimiento energético de las células photovoltaic para partir el agua en el hidrógeno y el oxígeno es cerca de 8-10 por ciento. Estoy consiguiendo el hidrógeno en una eficacia más alta que consigo la biomasa, significando yo necesito menos tierra." Usar el carbón exclusivamente para producir los combustibles líquidos para el sector del transporte de la nación podría agotar todos los depósitos del carbón en los Estados Unidos en cerca de 90 años, mientras que H2CAR permitiría las reservas sabidas del carbón al último 140 años. Los investigadores sugieren en el papel los pasos de proceso químicos necesitados para hacer el nuevo acercamiento práctico. Pero la fabricación del concepto económicamente competitivo con gasolina y combustible diesel requeriría la investigación en dos áreas: encontrar maneras de producir el hidrógeno barato de fuentes carbón-libres y desarrollar un nuevo tipo de generador de gas necesitaron para el proceso. "Decir eso, éste es el primer concepto para crear un sistema sostenible que derive todos nuestros combustibles del transporte de biomasa," Agrawal dicho. Purdue ha archivado una patente para el concepto. El acercamiento está en las etapas conceptuales, y un plan para la investigación experimental está en marcha. El trabajo es apoyado por el centro de la energía en el parque del descubrimiento de Purdue. Esto es un lanzamiento modificado de las noticias de la universidad de Purdue Versión original (Inglés) | Portugués | contacto Opciones de las noticias Propagandas |
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