美国将开发基于藻类的生物柴油

美国密歇根大学的一组研究人员获得了美国能源部200万美元的资助,用于研究柴油发动机藻类生物燃料。这个团队是世界上为数不多的从“一端到另一端”解决问题的团队之一。

藻类每年可生产数十亿加仑的可再生柴油,汽油和喷气燃料

美国能源部(Department of Energy)迫切希望找到解决化石燃料排放问题的办法,特别是那些来自运输部门的方法。资助这项藻类生物燃料的研究,是其减少对更多类型污染燃料需求的使命的一步。根据美国能源部的说法,藻类具有每年生产数十亿加仑可再生燃料的潜力,有可能被提炼成柴油、汽油甚至喷气燃料。密歇根大学的研究是为了努力达到可再生燃料标准的一部分,该标准概述了到2020年,美国运输燃料的360亿加仑运输燃料必须来自混合能源。其中只有1500万来自玉米乙醇,这使得目前的产量与需求之间存在相当大的差距。藻类燃料将弥补这一差距。

来自密歇根大学大学研究小组的一份声明说,他们打算与宾夕法尼亚州立大学的研究人员合作,继续他们的项目。这项研究的重点是寻找替代传统柴油燃料的可行方法。为此,研究小组一直在探索藻类的潜力。

传统的柴油是由石油衍生的化石燃料。它们在燃烧过程中释放出大量的温室气体。藻类生物燃料没有同样的问题,因此被视为化石燃料的环保替代品。(Andre Boehman)说:“我们的总体目标是展示混合燃料原料的共同优化,温室气体减排量超过60%。与此同时,我们希望将发动机热效率提高到超出基准柴油发动机的水平。”

“这是一个有重大研究问题的项目,”(Andre Boehman)说,他是密歇根大学的机械工程教授,也是该校W.E. Lay汽车实验室的主任。“它有机会做一些非常有影响力的事情——帮助我们朝着可持续发展迈出一大步。”

该研究全面地探讨了藻类燃料的开发,将种植覆盖到燃料生产。藻类培养收获的燃料原料缺乏是开发商业上可行的藻类生物燃料的障碍。

密歇根大学的生物学教授Bradley Cardinale说,

参与该项目的密歇根大学合作研究所的生物学教授兼主任Bradley Cardinale说:“这是世界上首批从室外池塘设计可持续生物燃料原料的团队之一。精炼燃料,使其以更清洁,更环保的方式运行柴油发动机。“

这项工作包括确定在燃料产量和稳定性等领域实现最佳性能的组合。研究人员之前发现,藻类物种的组合比任何单一物种都表现更好,充分利用了每种菌株的个体优势。

图:用于研究生物柴油燃料的活微藻。

照片由Joseph Xu,来自密歇根工程学院。消息来自密歇根新闻。

 

优化燃料的燃烧和排放性能

Cardinale说:“我们不是试图通过设计一种可以优化所有所需特性的基因优良藻类来对抗自然。我们正在利用生态工程原理设计一套更全面的多品种藻类原料,这些原料可以同时优化藻类生物燃料的几种理想特性。“

“生态工程的第一个原则是没有一个物种可以擅长一切。如果我们能够简单地找到具有各种所需特性的物种,我们就可以设计出量身定制的生物燃料,同时优化多种特性。“

为了优化燃料的燃烧和排放性能,研究人员将研究藻类的生化特性以及它们在柴油发动机的受控压缩点火燃烧环境中的化学反应。生物燃料将在轻型车辆发动机中进行测试,一旦确定最佳藻类组合,将在沃尔沃卡车发动机中进行测试。

 

可以通过诸如压力机的机械手段或使用超声波从藻类中提取油。每种方法都迫使油从藻类细胞壁上脱落并收集在溶剂中。当该油与酒精反应时,可将生物柴油产品分离出来。

密歇根大学的研究团队使用一种名为水热液化的新兴技术从藻类中提取石油。这是一个模拟地下产生石油的压力和温度的过程。

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