Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

E-diesel - это синтетическое дизельное топливо, созданное Audi для использования в автомобилях. В настоящее время электронное дизельное топливо создается исследовательским центром Audi в партнерстве с компанией Sunfire. Топливо создается из углекислого газа , воды и электричества с использованием возобновляемых источников энергии для создания жидкого энергоносителя, называемого голубой сырой нефтью (в отличие от обычной сырой нефти ), который затем очищается для получения электронного дизельного топлива. Электронное дизельное топливо считается углеродно-нейтральным топливом, поскольку оно не извлекает новый углерод, а источники энергии для управления процессом - углеродно-нейтральные источники. По состоянию на апрель 2015 г.Audi A8, управляемый федеральным министром образования и науки Германии, использует электронное дизельное топливо. [1] [2]

Каталитические преобразования [ править ]

Sunfire, компания, занимающаяся чистыми технологиями , управляет пилотным заводом в Дрездене, Германия . Текущий процесс включает высокотемпературный электролиз с использованием электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии, для разделения воды на водород и кислород . Следующие два химических процесса для создания жидкого энергоносителя, называемого голубой нефтью, выполняются при температуре 220 ° C (428 ° F) и давлении 25 бар (2500 кПа). На стадии конверсии водород и диоксид углерода используются для создания синтез-газа с водой в качестве побочного продукта. Синтез-газ, содержащий окись углерода и водород, реагирует с образованием голубой нефти.

  • Жидкостная система Sunfire Power-to-Liquid: основными продуктами являются углекислый газ (CO 2 ) и вода (H 2 O) [3]
1-й этап: электролиз воды ( SOEC ) - вода расщепляется на водород и кислород.
2-й этап: конверсионный реактор ( RWGSR ) - водород и диоксид углерода являются входами в конверсионный реактор, который выводит водород, монооксид углерода и воду.
3-й этап: реактор FT - водород и монооксид углерода являются входами [4] [5] в реактор FT, который производит парафиновые и олефиновые углеводороды, от метана до высокомолекулярных парафинов. [6]

Последний этап также известен как процесс Фишера-Тропша, который был впервые разработан в 1925 году немецкими химиками Францем Фишером и Гансом Тропшем. После того, как голубая нефть будет произведена, ее можно переработать для создания электронного дизельного топлива на месте, что позволит сэкономить топливо и другие затраты на инфраструктуру при транспортировке сырой нефти. [7] [8] По состоянию на апрель 2015 года Sunfire имеет возможность производить ограниченное количество топлива в 160 литров (35 галлонов США; 42 галлона США) в день. Планируется довести производство до промышленных масштабов. [9]

Audi также сотрудничает с компанией Climeworks, которая производит технологию прямого захвата воздуха . Технологии Climeworks могут поглощать атмосферный углекислый газ, который химически улавливается на поверхности сорбента до тех пор, пока он не станет насыщенным. В этот момент сорбент вводится с теплотой 95 ° C (203 ° F) в цикле десорбции, чтобы удалить диоксид углерода высокой чистоты, который можно использовать на стадии конверсии в процессе производства голубой нефти. На процесс улавливания атмосферного углекислого газа приходится 90% потребности в энергии в виде низкотемпературного тепла, а остальное - за счет электроэнергии для перекачивания и управления. Комбинированный завод Climeworks и Sunfire в Дрездене начал работу в ноябре 2014 года. [7]Завод на Херёйе в Норвегии, производящий 10 миллионов литров в год, рассматривается как CO.
2завод по производству удобрений легко доступен, а электричество в Норвегии относительно дешево. [10]

Свойства [ править ]

До восьмидесяти процентов голубой нефти можно преобразовать в электронное дизельное топливо. Топливо не содержит серы и ароматических углеводородов и имеет высокое цетановое число . Эти свойства позволяют смешивать его с обычным ископаемым дизельным топливом и использовать его в качестве замены топлива в автомобилях с дизельными двигателями . [7]

Побочный продукт кислорода [ править ]

В будущих проектах [11] [12] побочный продукт кислорода может быть объединен с возобновляемым природным газом [13] в процессе окислительного сочетания метана с этиленом : [14] [15]

2 канала
4+ O
2→ С
2ЧАС
4+ 2 часа
2О

Реакция экзотермическая (∆H = -280 кДж / моль) и протекает при высоких температурах (750–950 ˚C). [16] Выход желаемого C
2продукты восстанавливаются неселективными реакциями метильных радикалов с поверхностью реактора и кислородом, в результате чего образуются монооксид углерода и побочные продукты диоксида углерода. Еще одна инициатива по производству этилена, разработанная Европейской комиссией в рамках Седьмой рамочной программы исследований и технологических разработок, - это процесс OCMOL, который представляет собой окислительное связывание метана (OCM) и одновременное преобразование метана (RM) в полностью интегрированном реакторе. [17]

Биокаталитические преобразования [ править ]

Helioculture сочетает в солоноватой воде (или graywater ), питательные вещества, фотосинтезирующие организмы, углекислый газ и солнечный свет для создания топлива.

Audi также стала партнером ныне не существующей американской компании Joule для разработки Sunflow-D в качестве электронного дизельного двигателя для Audi. Планируемый завод Джоуля в Нью-Мексико предполагал использование генетически модифицированных микроорганизмов при ярком солнечном свете, чтобы действовать как катализатор преобразования углекислого газа и соленой воды в углеводороды . [7] [18] Процесс может быть изменен для более длинных молекулярных цепей для производства алканов с целью создания синтетического дизельного топлива. [19] [20] [21] [22]

Joule была первой компанией, которая запатентовала модифицированный организм, который непрерывно выделяет углеводородное топливо. Этот организм представляет собой одноклеточную цианобактерию , также известную как сине-зеленые водоросли, хотя технически это не водоросли. Он производит топливо с помощью фотосинтеза, того же процесса, который используют многоклеточные зеленые растения для производства сахара и других материалов из воды, углекислого газа и солнечного света. [23]

Подобные инициативы [ править ]

Существуют и другие инициативы по созданию синтетического топлива из углекислого газа и воды, однако они не являются частью инициатив Audi, и эти виды топлива не называются электронным дизельным топливом. В воде расщепление методов различаются.

  • Концентрированная солнечная энергия
    • 2004 Солнечное сияние в бензин - Сандийские национальные лаборатории . [24] [25] [26] [27] [28]
    • 2013 NewCO2Fuels - New CO2 Fuels Ltd ( Иллинойс ) и Научный институт Вейцмана . [29] [30] [31] [32]
    • 2014 Solar-Jet Fuels - партнеры консорциума ETH Zurich , Royal Dutch Shell , DLR , Bauhaus Luftfahrt, ARTTIC. [33] [34] [35] [36] [37] [38]
  • Высокотемпературный электролиз
    • 2004 Syntrolysis Fuels - Национальная лаборатория Айдахо и Ceramatec, Inc. (США). [39] [40] [41] [42] [43] [44]
    • 2008 WindFuels - Doty Energy (США). [45] [46]
    • 2012 Air Fuel Synthesis - Air Fuel Synthesis Ltd (Великобритания). [47] [48] [49] [50] [51]
    • 2013 Green Feed - Университет Бен-Гуриона в Негеве и Израильский фонд стратегических альтернативных источников энергии (I-SAEF). [52] [53] [54] [55]
    • 2014 E-дизель [56] [57] [58]

Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) разрабатывает систему преобразования энергии в жидкости с использованием процесса Фишера-Тропша для создания топлива на борту корабля в море [59] с основными продуктами двуокиси углерода (CO 2 ) и воды (H 2 O), полученный из морской воды с помощью «конфигурации электрохимического модуля для непрерывного подкисления источников щелочной воды и извлечения CO 2 при непрерывном производстве газообразного водорода». [60] [61]

См. Также [ править ]

  • Электронный бензин : еще одно топливо, над которым работает Audi [62]
  • Мощность на газ
  • Газ в жидкости
  • Хранилище энергии
  • Альтернативное топливо
  • Возобновляемое топливо
  • Альтернативная энергетика
  • Возобновляемая энергия
  • Энергетический бюджет Земли
  • Дискуссия о возобновляемых источниках энергии
  • Коммерциализация синтетического топлива

Ссылки [ править ]

  1. Рианна Палмер, Юэн (27 апреля 2015 г.). «Audi создает экологичное« электронное дизельное топливо будущего », используя только углекислый газ и воду» . International Business Times . Проверено 29 апреля 2015 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  2. ^ Макспадден, Кевин. «Audi только что изобрела топливо из CO и воды» . Проверено 29 апреля 2015 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  3. ^ «Топливо от солнечной энергии, CO2 и воды» . sunfire.de . Sunfire GmbH . Дата обращения 8 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  4. ^ Ciferno, Джаред; Марано, Джон (июнь 2002 г.). «Сравнительный анализ технологий газификации биомассы для производства топлива, химикатов и водорода» (PDF) . Национальная лаборатория энергетических технологий . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  5. ^ «Синтез-газ, оптимизированный для предполагаемых продуктов» . NETL - Введение в газификацию . ДЕПАРТАМЕНТ ЭНЕРГЕТИКИ США . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  6. ^ Sang-Eon Park; Чон-Сан Чанг; Кю-Ван Ли (27 октября 2004 г.). Двуокись углерода Использование для глобальной устойчивости: Труды 7 - й Международной конференции по двуокисью углерода , утилизации, Сеул, Корея, 12-16 октября, 2003 . Эльзевир. п. 18. ISBN 978-0-08-047217-1. Традиционный синтез Фишера-Тропша с использованием исходного газа CO / H2 дает парафиновые и олефиновые углеводороды, от метана до высокомолекулярных восков.
  7. ^ a b c d "Audi в новом проекте электронного топлива: синтетическое дизельное топливо из воды, захваченный воздух CO.2и зеленое электричество; «Голубой Сырая » " . Зеленый Конгресс автомобилей . 14 ноября 2014 . Проверено 29 апрелем 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  8. ^ "Чудо-машина немецкого производства превращает воду в бензин" . RT Новости . ТВ-Новости . Дата обращения 6 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  9. ↑ Макдональд, Фиона (27 апреля 2015 г.). «Audi успешно сделала дизельное топливо из двуокиси углерода и воды» . Уведомление о науке . Проверено 29 апреля 2015 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  10. ^ "Norsk selskap kan bli først i verden til å produsere Audis" vidunderdiesel " " . Текниск Укеблад . 2016-06-10 . Проверено 11 июня +2016 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  11. ^ "HELMETH EU: проект на сумму 3,8 миллиона евро по более эффективному производству метана из регенеративной энергии путем тепловой взаимосвязи химических процессов" . Карлсруэский технологический институт . Карлсруэский технологический институт. 10 апреля 2014 . Проверено 21 мая 2015 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  12. ^ Кондратенко, Евгений В .; Родемерк, Уве (9 января 2013 г.). «Концепция двойного реактора для высокопроизводительного преобразования метана в высшие углеводороды». ChemCatChem . 5 (3): 697–700. DOI : 10.1002 / cctc.201200779 .
  13. ^ Первый промышленный завод PtG - Audi e-gas как движущая сила поворота в области энергетики
  14. Перейти ↑ Zhang, Q. (2003). «Последние достижения в области прямого частичного окисления метана в метанол». J. Natural Gas Chem . 12 : 81–89.
  15. ^ Олах, Г., Молнар, А. «Химия углеводородов», John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 2003. ISBN 978-0-471-41782-8 . 
  16. ^ Лунсфорд, JH (1995). «Каталитическое сочетание метана». Энгью. Chem. Int. Эд. Англ . 34 (9): 970–980. DOI : 10.1002 / anie.199509701 .
  17. ^ «OCMOL: окислительное связывание метана с последующей олигомеризацией в жидкости» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 мая 2015 года . Проверено 21 мая 2015 .
  18. ^ «Трансформирующая производственная платформа для жидкого топлива от Солнца» (PDF) . sae.org . Джоуль . Проверено 29 апреля 2015 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  19. ^ Качер, Георг (29 июля 2013). «Автомобильная техника: чудо электронного топлива Audi (2013)» . Автомобильный журнал . Проверено 29 апреля 2015 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  20. ^ "Джоуль и партнер Audi по устойчивому жидкому транспортному топливу" . Конгресс зеленых автомобилей . 17 сентября 2012 . Дата обращения 7 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  21. ^ "Audi е-дизель и е-этанол" . Audi . Дата обращения 7 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  22. ↑ Кейси, Тина (12 мая 2015 г.). «Бух-бай, кукурузный этанол: джоуль делает то же самое из переработанного CO2» . CleanTechnica . Устойчивые Компании Медиа, Инк . Дата обращения 20 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  23. ^ WALD, Матфей L. (13 сентября 2010). «Biotech Company to Patent Fuel-Secreting Bacterium» (14 сентября 2010 г., стр. B2 нью-йоркского издания). Компания "Нью-Йорк Таймс". NYTimes.com . Дата обращения 6 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  24. ^ "Солнце к бензину" . Сандийские национальные лаборатории . Министерство энергетики США (DOE) . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  25. ↑ SNL: Sunshine to Petrol - Солнечная переработка углекислого газа в углеводородное топливо
  26. ^ «Sandia и Sunshine-to-Petrol ™: возобновляемые источники топлива для транспорта» . Федеральные возможности для бизнеса . Федеральное правительство США. 29 октября 2013 . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  27. ^ Biello, Дэвид (23 сентября 2010). «Обратное сгорание: можно ли превратить CO2 обратно в топливо?» . Scientific American - Энергия и устойчивость . Дата обращения 17 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  28. ^ Lavelle, Marianne (11 августа 2011). «Рециркуляция углерода: использование воздуха в качестве топлива» . National Geographic - Новости . Национальное географическое общество . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  29. ^ «Яркий способ преобразовать парниковый газ в биотопливо» . Weizmann UK . Weizmann UK. Registered Charity No. 232666. 18 декабря 2012 . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)[ постоянная мертвая ссылка ]
  30. ^ «Процесс диссоциации CO2 и H2O» . NCF - Технологический процесс . Новые виды топлива CO2 Ltd . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  31. ^ Информационный бюллетень NewCO2Fuels, выпуск 1, сентябрь 2012 г.
  32. ^ От проблемы к возможности Новый CO2 Топливо: Введение ...
  33. ^ "SOLAR-JET Project" . СОЛНЕЧНЫЙ ДЖЕТ . Проектный офис SOLAR-JET: ARTTIC . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  34. ^ "Солнечный свет к топливу для реактивных двигателей" . ETH Zurich . Eidgenössische Technische Hochschule Zürich . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  35. ↑ Александр, Мэг (1 мая 2014 г.). « » Солнечный «топливо для реактивных двигателей создан из воды и двуокиси углерода» . Гизмаг . Гизмаг . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  36. ^ «SOLARJET демонстрирует полный процесс термохимического производства возобновляемого реактивного топлива из H2O и CO2» . Конгресс зеленых автомобилей . БиоАдж Групп, ООО. 28 апреля 2015 . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  37. ^ "Альдо Стейнфельд - Солнечный синтез-газ" . Решите для <X> . Google Inc.[ постоянная мертвая ссылка ]
  38. ^ Варка топлива в солнечной печи
  39. ^ «Синтролиз, синтетическое топливо из двуокиси углерода, электричества и пара» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 мая 2015 года . Проверено 19 мая 2015 .
  40. ^ «Синтетическое топливо (синтролиз)» . Thoughtware.TV . Thoughtware.TV. 17 июня 2008 . Дата обращения 20 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  41. ^ Стоотс CM; О'Брайен Дж. Э .; Хартвигсен Дж. (1 января 2007 г.). Производство синтез-газа с нейтральным выбросом углерода путем высокотемпературного электролитического восстановления пара и CO2. Международный конгресс и выставка машиностроения ASME 2007 . 15: Устойчивые продукты и процессы. КАК Я. С. 185–194. DOI : 10.1115 / IMECE2007-43667 . ISBN 978-0-7918-4309-3.
  42. ^ Обзор Инициативы по ядерному водороду
  43. ^ Технология производства ядерного водорода
  44. ^ «Электролиз для производства синтетического топлива» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 мая 2015 года . Проверено 23 мая 2015 .
  45. ^ «Учебник по WindFuels ™ - Основное объяснение для неученых» . Doty Energy . Doty Energy . Дата обращения 16 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  46. ^ Обеспечение нашего энергетического будущего за счет эффективной переработки CO 2 в транспортное топливо
  47. ^ «Процесс AFS - превращение воздуха в устойчивое топливо» . Синтез воздушного топлива - Технический обзор . Компания Air Fuel Synthesis Limited. Архивировано из оригинала 3 апреля 2015 года . Дата обращения 19 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  48. ^ Пример из практики: демонстрационный образец AFS
  49. ^ "Автомобили, заправляемые воздухом?" . PlanetForward.org . Планета Вперед . Дата обращения 20 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  50. ↑ Рапира, Роберт (31 октября 2012 г.). «Инвесторы опасаются топлива из разреженного воздуха» . Ежедневное инвестирование . Инвестиции Daily, подразделение Capitol Information Group, Inc . Дата обращения 17 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  51. ^ К.Р. УИЛЬЯМС И Н. ВАН ЛУКЕРЕН КАМПАНСКОЕ, СИНТЕТИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО ИЗ АТМОСФЕРНОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
  52. ^ "Исследователи BGU изобретают Зеленую альтернативу сырой нефти" . Университет Бен-Гуриона в Негеве . Университет Бен-Гуриона в Негеве. 13 ноября 2013 . Дата обращения 17 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  53. ^ «Недавняя история успеха: преобразование двуокиси углерода, вредного парникового газа, в топливо, которое можно использовать для транспортировки» . I-SAEF . Израильский фонд стратегической альтернативной энергетики . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  54. ^ «Исследователи BGU разрабатывают новый тип сырой нефти с использованием углекислого газа и водорода» . Американские партнеры (Университет Бен-Гуриона в Негеве) . Американские партнеры (AABGU). Архивировано из оригинального 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  55. ^ "Исследователи BGU разрабатывают более эффективный процесс гидрирования CO2 в синтетическую нефть" . Конгресс зеленых автомобилей . БиоАдж Групп, ООО. 21 ноября 2013 . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  56. ^ «Топливо будущего: исследовательский центр в Дрездене производит первую партию Audi e-diesel» . Audi MediaServices - Пресс-релиз . Ингольштадт / Берлин: AUDI AG. 2015-04-21 . Дата обращения 23 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  57. ↑ Рапира, Роберт. «Является ли дизельный двигатель Audi с нейтральным выбросом углерода, меняет правила игры?» . Energy Trends Insider . Energy Trends Insider . Дата обращения 15 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  58. ↑ Новелла, Стивен (28 апреля 2015 г.). «28 апреля 2015 Audi E-Diesel» . НейроЛогикаБлог - Технологии . Стивен Новелла, доктор медицины . Дата обращения 24 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  59. ^ «Как ВМС США планируют превратить морскую воду в реактивное топливо» . Альтернативная энергия . altenergy.org . Дата обращения 8 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  60. ^ «Патент: US 20140238869 A1» . Патенты Google . Google Inc . Дата обращения 8 мая 2015 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  61. ^ Общее содержание углерода в Мировом океане составляет примерно 38 000 ГтС. Более 95% этого углерода находится в форме растворенного бикарбонат-иона (HCO 3 - ). (Клайн 1992, Экономика глобального потепления; Институт международной экономики: Вашингтон, округ Колумбия). Растворенные бикарбонат и карбонат океана по существу связаны CO 2, и сумма этих частиц вместе с газообразным CO 2 , показанная в следующем уравнении, представляет собой общую концентрацию углекислого газа [CO 2 ] T в мировом океане. Σ [CO 2 ] T = [CO 2 (г)] l + [HCO 3 - ] + [CO 3 2− ]
  62. ^ E-бензин

Внешние ссылки [ править ]

  • Устойчивое транспортное топливо с использованием энергии ветра в непиковые периоды, CO2, и вода
  • Варианты диссоциации CO2 для устойчивых путей перехода от солнечного света к топливу
  • Перспективы электролиза и CO2 переработка отходов
  • Химические процессы для устойчивого будущего - глава 8. Возобновляемые источники энергии, CO2 и антропогенный углеродный цикл