Cum ar putea să funcționeze mașinile cu gunoi

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 4819
  • 595
Galerie de imagini: Mașini exotice Retrofitul DeLorean DMC-12 în cadrul celei de-a 25-a aniversări a Trilogy Blu-Ray, sărbătorirea lansării „Back To the Future” la Gustavino's la 25 octombrie 2010, în New York. Vezi mai multe poze cu mașini exotice. FilmMagic / Getty Images

În „Înapoi la viitor”, Doc aruncă coji de banane și bere în Mr. Fusion pentru a-și alimenta mașina timpului DeLorean. Nu suntem prea în punctul de a folosi sisteme de fuziune la domiciliu - sau mașini de timp, pentru asta - dar nu suntem departe de a putea alimenta mașini pe gunoi precum cojile de banană cu un combustibil care nu este atât de departe de bere.

Alimentarea vehiculelor cu gunoi sună la fel de îndepărtat ca domnul Fusion, dar deja se face la scară mică. Crearea de combustibil lichid din gunoiul solid implică un proces numit gazeificarea, unde căldura - nu flacără - transformă solidele pe bază de carbon în gaz sintetic, care poate fi apoi distilat în etanol, un alcool care a fost deja adăugat la alimentarea cu benzină în multe state și folosit în mașinile deja pe drum..

Gaz sintetic sau syngaz pe scurt, poate fi creat dintr-o varietate de materii prime, sau materiale sursă, inclusiv:

  • Combustibili fosili, cum ar fi cărbune, petrol și gaze naturale
  • Asfalt
  • Canalizare
  • Materiale plastice
  • Biomasa, cum ar fi lemnul sau deșeurile agricole
  • Deșeuri solide municipale, numite gunoi

Ideea creării de combustibil lichid din biomasă solidă este de mult timp. Procesul de gazeificare a fost descoperit în Belgia în 1609, folosind lemn și cărbune. Syngas a fost, de asemenea, cunoscut sub numele de "gaz de oraș", și a fost folosit în faruri care au trebuit să fie luminate manual de către o lampă. În timpul deficitului de combustibil din cel de-al Doilea Război Mondial, vehiculele europene au fost echipate să folosească syngas-uri fabricate din chipsuri de lemn, iar Africa de Sud din epoca Apartheid a folosit aceeași tehnologie atunci când a fost sub sancțiuni la nivel mondial.

Cu alte cuvinte, chestiile acestea sunt de foarte mult timp. În continuare, să aruncăm o privire la modul în care se formează și se transformă syngas-ul modern pe bază de gunoi în etanol care poate fi utilizat fără nicio modificare a mașinii dvs..

cuprins
  1. Cum se face gunoiul în gaze
  2. De ce alimentați mașinile cu gunoi?
  3. Capcanele potențiale pentru mașinile cu gunoi

Primul pas este separarea gunoiului, sau a deșeurilor solide municipale, la o stație de transfer. Sticla și metalul nu vor funcționa în procesul de gazificare și oricum ar trebui reciclate; lucrurile precum chipsurile de lemn, iarba, anvelopele și scutecele vor funcționa. „Dacă devine foarte cald și se topește, nu este o substanță bună”, spune Wes Bolsen, director de marketing la Coskata, Inc. „Dacă se încălzește și se transformă în gaz, ca lemnul într-un șemineu, este bine”. Orice substanță pe bază de carbon va încadra factura ca materie primă.

Odată ce gunoiul a fost sortat, acesta poate începe gazificarea. Materia primă se încălzește - dar nu este arsă - sub presiune până se descompune. Imaginează-ți coșul de compost din curtea ta, care are materie organică în interior. Așa cum este, frunzele de salată veche și blaturile de morcov devin destul de fierbinți și se descompun pentru a face compost. Acum imaginați-vă că coșul nu are orificii de aerisire, deci nu există oxigen care să provoace combustia și se aplică și mai multă căldură și presiune. Același proces de descompunere ar avea loc, dar mult mai intens. Procesul de descompunere desparte legăturile de carbon din vechile vechituri și se transformă în ceva asemănător gazelor naturale - syngas.

Te-ai putea opri chiar aici, după ce procesul de gazeificare a făcut simptome. Unele vehicule experimentale, precum Honda Civic NGV sau chiar noua flotă de camioane de gunoi din Toronto, funcționează pe gaz natural comprimat. Syngas ar putea fi probabil utilizat ca combustibil pentru aceste mașini. Dar cum rămâne cu milioanele de mașini care există deja pe șosea care nu pot folosi syngas? Coskata adaugă câțiva pași la procesul său de fabricare a etanolului din syngas-urile care pot fi introduse cu ușurință la aproape fiecare vehicul care circulă pe drum, azi, fără a schimba nimic despre mașini.

Odată ce syngasul a fost creat la uzina lui Coskata, acesta este fermentat de la un gaz la un lichid de bacterii într-un mediu apos - ceea ce înseamnă cu adevărat bug-uri care trăiesc în rezervoarele de apă. Aceste tulpini brevetate de bacterii respiră în syngas (CO, CO2 și H2) și elimină etanolul (C2). Nu mai rămâne decât să distilăm etanolul din apă. Etanolul este gata de motor, iar apa se întoarce la bug-uri, fiind foarte puțin pierdute în acest proces.

Și acum că știm cum se poate produce combustibilul din gunoi, să aflăm de ce ne-am deranja să-l folosim.

Vorbe de clacă

Fapt puțin cunoscut: Elaborarea etanolului este aproape identică cu producerea lunii solare. Atât de aproape, de fapt, încât Coskata adaugă puțină benzină la combustibilul său final - un proces numit denaturare. Dacă nu adăugau acea cantitate de benzină, ar fi supuse unei taxe spirtoase de 27 de dolari pe galon. În plus, dacă cineva este suficient de disperat pentru a bea etanol cu ​​benzină în ea ... ei bine, vor purta.

Indiferent că ai condus timp de trei ani sau treizeci, știi că prețurile gazelor sunt volatile - pentru a spune politicos. Tulburări politice, furtuni, dezastre naturale - orice număr de lucruri poate perturba fluxul de petrol și benzină către Statele Unite, iar un flux perturbat înseamnă prețuri mai mari. Găsirea de noi surse interne de combustibil a trecut pe lista noastră de priorități în ultimii ani.

Emisiile de gaze cu efect de seră și schimbările climatice globale sunt și ele pe radarul nostru. Combustibilii fosili contribuie la gazele cu efect de seră din mediul înconjurător în aproape fiecare etapă a ciclului lor, de la scoaterea lor din pământ până la prelucrarea lor pentru a le folosi efectiv în mașinile noastre. Reducerea acestor emisii ar merge mult până la reducerea sarcinii asupra mediului nostru.

Departamentul de Energie (DOE) constată că syngas-ul, indiferent de materie primă folosită, permite un proces de producție de emisii aproape zero și poate fi configurat pentru depozitarea captării de carbon. De asemenea, respectă cele mai stricte reglementări ale emisiilor de mediu din SUA pentru dioxid de sulf, particule și contaminanți toxici.

Transformarea syngasului în etanol ușurează mașinile cu gunoi. Etanolul este deja aprobat pentru utilizare și poate fi găsit astăzi la 10 până la 15 la sută la multe benzinării. Vehiculele cu combustibil flexibil ar putea utiliza în etanol și mai mult etanol, adesea 85% procent etanol amestecat cu 15% benzină, în rezervor.

Există o mulțime de feluri de gunoi care pot fi folosite ca materie primă, de la gunoiul colectat în Seattle până la deșeurile de porumb din Midwest, până la restul industriei de celuloză și hârtie din sud-est. Nu este nevoie să folosiți alimente reale pe care oamenii le-ar putea mânca, precum porumbul, când puteți folosi gunoiul care altfel ar fi ridicat la bordură și care va ajunge într-un depozit de deșeuri. „Nu ai cum să plătești pentru a pune gunoiul într-o gaură în pământ când poți face bani din ea”, spune Bolsenul lui Coskata. „Este ca și cum ai îngropa numerar”.

Orașe precum Chicago, care aproape că și-a umplut depozitul de deșeuri municipale, analizează sisteme precum Coskata pentru a face față gunoiului în viitor. Totuși, trebuie să fie o captură, nu? Poate.

Citiți pentru a afla unele dintre provocările cu care se confruntă această nouă tehnologie.

Chipurile lui Chip

Gazificarea la domiciliu este posibilă, dacă nu chiar ușoară. Întrebați-l pe Chip Beam, care și-a sudat propria buncăr pentru a gazifica jetoane de lemn și a montat-o ​​în spatele lui Isuzu Trooper din 1988. Folosind un proces de gazificare similar cu cel folosit de europenii în cel de-al doilea război mondial, el parcurge 20,2 mile (32,2 kilometri) pentru fiecare 25 de kilograme (11,3 kilograme) de jetoane pe care le aruncă în buncăr. A condus-o în primul Mare Premiu Verde de la Watkins Glen, unde a câștigat premiul „Mașina cea mai neobișnuită”.

The Coskata biorefinery Foto amabilitatea Coskata, Inc.

Unele materii prime, cum ar fi așchii de lemn, sunt destul de uniforme. Fiecare bucată de lemn este din același material, iar mașinile pot face din toate piesele o dimensiune similară. Jetoanele de lemn, iarba și alte materii prime similare sunt aproape ideale pentru transformarea deșeurilor în combustibil prin procesul de gazificare.

Cu toate acestea, deșeurile solide municipale sunt o altă poveste. Da, puteți utiliza cauciucuri și scutece ca materie primă, dar sunt materiale foarte diferite care necesită un tratament foarte diferit înainte de a putea începe procesul de gazificare. În primul rând, este nevoie de mai multe sortări pentru a extrage gunoiul dintr-o stație de transfer decât pentru a obține deșeurile de lemn de la o fabrică de celuloză. Mai multe lucrări de sortare și pregătire înseamnă mai mult cost.

Aceasta nu este singura problemă cu pregătirea necesară pentru gunoi în procesul de gazificare. Multe materiale de deșeuri, inclusiv deșeurile solide municipale și unele materii prime de biomasă, precum iarba sau porumbul, au un conținut mai mare de umiditate. Aceste articole ar trebui să fie uscate înainte de a fi introduse în buncăr pentru gazeificare.

Există o problemă potențială și în celălalt capăt al procesului: deșeurile municipale ar avea un conținut mai mare de cenușă. Jetoanele de lemn sunt o materie primă foarte eficientă, cu doar un pic - poate 2 la sută - sfârșind ca cenușă. Restul masei sale este transformat în gaz (gândiți-vă la un jurnal în șemineu). Orice instalație de procesare a deșeurilor solide municipale, cum ar fi pneurile și scutecele în syngas, ar trebui să aibă facilitățile pentru a face față cenușii rămase..

Și, ca orice nouă sursă de combustibil, de la electricitate la hidrogen, trebuie create suficiente syngas pentru a permite adoptarea lui pe scară largă. Cel mai mare transportator de gunoi al națiunii, Managementul deșeurilor, a vorbit cu Coskata despre un parteneriat, dar utilizarea pe scară largă a mașinilor cu gunoi este încă de 3 până la 5 ani în viitor. Însă dacă bacteriile care vor produce etanol își au drum, mașina dvs. ar putea fi o mașină cu gunoi, cum ar fi Doc-ul DeLorean, destul de curând - nu sunt necesare banane sau fire nebune.

Pentru mai multe informații despre mașinile cu gunoi, gazul sintetic și alte subiecte conexe, urmați linkurile de pe pagina următoare.

Articole similare

  • 10 Biocombustibili comestibili
  • Cum funcționează gazificarea
  • Cum funcționează vehiculele cu gaze naturale
  • Ce este un combustibil? 
  • Poate o mașină să funcționeze cu energie nucleară?
  • Cum se pot transforma algele în biocombustibil? 
  • Care sunt dezavantajele economice ale utilizării biocombustibililor?
  • În ce moduri noi pot ajuta bacteriile să ne micșoreze depozitele?

Mai multe legături grozave

  • Isuzu Trooper cu lemn
  • Vehicul cu gaz natural Honda Civic GX
  • Coskata, Inc.

surse

  • Grindă, Chip. Proprietarul Syngas Isuzu Trooper. Interviu telefonic. Realizat în iunie 2008.
  • Bolsen, Wes. Interviu telefonic al directorului de marketing al Coskata, Inc. Realizat pe 23 februarie 2011.
  • Departamentul Energiei, Laboratorul Național de Tehnologie Energetică (NETL). „Gazeificarea.“ (23 februarie 2011) http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/gasifipedia/TOC.html
  • LaMonica, Martin. "Firmele de la gunoi la etanol se sapă." Știri CNET 14 mai 2008. (16 februarie 2011) http://news.cnet.com/8301-11128_3-9939613-54.html
  • Sandru, Mihai. „Noul camion de gunoi din Toronto care rulează pe biogaz derivat din deșeuri”. Green Optimistic. 11 noiembrie 2010. (16 februarie 2011) http://www.greenoptimistic.com/2010/11/11/toronto-biogas-garbage-truck/



Nimeni nu a comentat acest articol încă.

Cele mai interesante articole despre secrete și descoperiri. O mulțime de informații utile despre tot
Articole despre știință, spațiu, tehnologie, sănătate, mediu, cultură și istorie. Explicați mii de subiecte pentru a ști cum funcționează totul