由可再生有機物制成的生物燃料在航空和運輸業中作為化石燃料的綠色替代品具有巨大的潛力。然而,盡管它們先前已經商業化用于運輸和發電,但是由于它們的高價格,目前它們尚未大規模使用,這幾乎是石油燃料的兩倍。
生物燃料比汽油和柴油更昂貴,因為從生物質發酵中提取燃料級生物丁醇的傳統轉化過程需要大量能源,且收率低。
現在,倫敦帝國理工學院的利文斯頓集團已經開發出了一種新的解決方案,可以徹底改變生物燃料的生產方式,為它們在運輸和航空中的廣泛使用鋪平了道路。
與bp合作,他們開發了一種基于膜的提取系統,該系統使用的能量不到當前流程的25%,并生產出10倍以上的生物燃料,純度超過99.5%。
研究結果發表在《能源與環境科學》上。
“由于它們價格昂貴,生物燃料通常會與汽油或柴油結合使用,以使它們'走得更遠'。”我們的新技術可以幫助降低生物燃料的成本,從而最終替代運輸和航空中的化石燃料,這對環境來說是一個更加快樂的境地,我們都在為此努力。”化學工程。
生物燃料可能在減少碳排放和減輕氣候變化的影響方面發揮核心作用。由于生產中使用的生物質類型,它們可以減少多達80%的凈二氧化碳和微粒排放,并且比生物柴油更具可持續性。
通過發酵廢物生物質并使用萃取劑從發酵溶液中回收燃料來生產生物燃料。但是,生物燃料和萃取劑都對溶液中必需的微生物有毒,因此會抑制生產并增加能耗。
在帝國理工學院的實驗室中,研究人員研究了幾種薄膜復合膜的性能,并確定了一種可以阻止萃取劑和水運輸的膜,僅允許生物燃料通過。他們發現,這可以保護微生物并實現連續生產,與傳統技術相比,生產率提高了十倍。
他們用三種不同的萃取劑溶劑對膜進行了測試,以進一步優化最佳操作條件。他們發現2-乙基-1-己醇萃取劑的回收速度快了五倍,這使該工藝的能耗降低到不到傳統回收系統的四分之一。
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