Vejen til at opnå netto-flydende brændstof

Forskere fra Monash University og Hokkaido University har udviklet en metode, der omdanner kuldioxid til et dieselbrændstof og har potentiale til at producere et flydende brændstof-alternativ til nul til bæredygtige biler.

Når kuldioxid (CO ₂ ) tilføjes til fremstillingsprocessen for brændstofproduktion, det har evnen til at producere brændstoffer, der reducerer eller vender netto CO ₂ emissioner. Når det nødvendige hydrogen til denne proces leveres via solcelledrevet vandelektrolyse, hele processen bliver fuldstændig fornyelig. Slutresultatet er et brændstofprodukt, der udleder kulstofemissioner.

Overgangen til 100 procent vedvarende energiressourcer er afgørende for at afbøde drivhusgasemissionerne fra brugen af ​​fossile brændstoffer i det sidste århundrede. Forskningen, som for nylig blev offentliggjort i Journal of Energy Chemistry, tilbyder et dieselbrændstofalternativ, som kan anvendes overalt i verden.

Lektor Akshat Tanksale, fra Institut for Kemisk og Biologisk Teknik ved Monash University, siger OME (oxymethylenethere), er blandt en række brændstofalternativer, der tiltrækker stigende opmærksomhed for deres netto-kulstofemitterende egenskaber.

"OME er en dieselblanding eller erstatningsbrændstof, som vi rapporterer det bedste udbytte til efter vores bedste viden overalt i verden, og når den er forbundet med grønt brint, fremstillingsmetoden, vi foreslår, kan levere flydende brændstof, der er nul-nul, "sagde lektor Tanksale, hovedforfatter af denne undersøgelse.

Dimethoxymethan (DMM), som er en dieselblanding og den enkleste form for en OME, forskes i øjeblikket med stor interesse på grund af dets unikke brændstofegenskaber. Kommercielt, det kan fremstilles via en totrinsproces med methanoloxidation til fremstilling af formaldehyd, efterfulgt af kobling med methanol. Imidlertid, i øjeblikket, både methanol og formaldehyd fremstilles af naturgas.

I metoden udviklet af Monash, carbondioxid, hydrogen og methanol anvendes som råstof til fremstilling af DMM i en enkelt reaktor. Teamet udviklede en ny katalysator baseret på ruthenium -nanopartikler, som gør denne reaktion mulig. En ekstra fordel er, at denne reaktion finder sted ved meget lavere temperaturer end konventionelle methanol- og formaldehydproduktionsmetoder, gør det betydeligt mere energieffektivt. Monash ingeniører arbejder også på en methanolsyntesemetode fra kuldioxid og brint, lukker kulstofsløjfen til kun vedvarende energi.

"Genbrug af kuldioxid til OME er en lovende måde at producere brændstof med et betydeligt lavere CO2-fodaftryk. Vi er glade for, at vi kunne samarbejde med teamet på Monash for yderligere at forstå katalysatorernes rolle i dette topmoderne arbejde, "sagde Dr. Abhijit Shrotri, Institut for katalyse, Hokkaido universitet.

Projektet har for nylig modtaget finansiering til yderligere forskning i industrialisering og opskalering af denne state-of-the-art katalysator og proces af Hindustan Petroleum Corporation Limited (HPCL), Indien. Dette arbejde vil bringe flydende brændstoffer, der er nul-nul, tættere på virkeligheden.

"CO ₂ valorisering til brændstoffer er en af ​​de fremtrædende veje til at opnå netto-nul i fremtiden, og forskere undersøger effektive processer til denne konvertering. Vi fokuserer i øjeblikket på flere CO ₂ konverteringsteknologier til udvikling af industrielt skalerbare katalysatorer og processer. Vores samarbejde med Monash University om at udvikle og skalere OME-produktionen fra CO ₂ vil helt sikkert bidrage til udviklingen af ​​en proces for CO ₂ omdannelse til brændstoffer, hvilket viser sig nødvendigt i det nuværende klima, "sagde Dr. G Valavarasu fra HPCL.

"I dette studie, vi udviklede en unik porestruktur, der kunne syntetisere store molekyler som DMM. Partikelstørrelsen af ​​ruthenium, sammen med katalysatorens porestørrelse og surhed, er ekstremt vigtig for, at denne reaktion finder sted. Ved præcist at kontrollere disse parametre var vi i stand til at opnå det højeste udbytte af DMM rapporteret i litteraturen, "sagde Dr. Waqar Ahmad, der for nylig afsluttede sin ph.d. på dette projekt.