Wie grüne Benzin könnte die Zukunft macht

Fossile Brennstoffe stammen nicht alle Fossilien. Wissenschaftler entwickeln jetzt Benzin, die aus Pflanzen synthetisiert wird, die nicht so alt sind.

Dieses so genannte grüne Benzin leitet sich chemisch aus Zucker in Mais und anderem Getreide oder Zellulose in die harten, holzigen Teile von Pflanzen gefunden. Im Gegensatz zu der am weitesten verbreitete Biokraftstoff erfordert Ethanol, dieser neue Kraftstoff keine Verbesserungen zu einem Automotor.

"Es ist praktisch das gleiche wie Benzin aus Erdöl," sagte John Regalbuto, Direktor der Katalyse und Biokatalyse Programm der National Science Foundation (NSF). "Es ist ein direkter Ersatz für du an der Zapfsäule bekommst."

Die NSF hat mehrere Projekte zur grünen Benzin finanziert. Eines dieser wandelt Zucker in Benzin, Diesel oder Jet und ist von Virent Energy Systems in Zusammenarbeit mit der Ölkonzern Shell kommerzialisiert wird.

Ein etwas anderes Verfahren entdeckt von Forschern an der University of Massachusetts in Amherst kann Benzin Komponenten aus Holz-Chips und andere pflanzlichen Abfälle zu brauen.

Dieses neue Werk umfasst chemische Stoffe, die als Katalysatoren, die Pflanze Zucker, dass Kraftstoff in die Energie-geladene Moleküle (sogenannte Kohlenwasserstoffe) neu zu formulieren, unsere Autos, Züge und Flugzeuge.

Katalytische Konvertierungen

Die Katalysatoren sind winzige Metallpartikel, die in der Regel in ein poröses Material eingebettet. Chemische Reaktionen auftreten auf den Metalloberflächen mit einer viel schnelleren Rate als sie in einer Flüssigkeit würden.

Benzin mit Katalysatoren zu schaffen, ist nicht neu. Vor dem zweiten Weltkrieg entwickelte die deutschen eine Methode um chemisch synthetischer Kraftstoff (oder Synfuel) abzuleiten aus Kohle. Das gleiche Verfahren wurde wiederbelebt, wenn die Öl-Amerika in den 1970er Jahren Krise, aber die Synfuel Markt brach zusammen, als Rohöl in den 1980er Jahren wieder billig wurde.

"Niemand hatte die Weitsicht, um Forschung und Entwicklung in diesen katalytischen Prozessen aufrecht zu erhalten", sagte Regalbuto LiveScience.

Als Ölpreise in den letzten Jahren klettern, sah viele Forscher stattdessen zu Ethanol.

"Menschen haben Ethanol seit Jahrtausenden, so dass die erste Welle der Ideen war", sagte Regalbuto.

Ethanol wird aus Pflanzen in einem Prozess fermentiert, die Enzyme verwendet, um die Reaktionen, die nicht Katalysatoren zu fahren. Der Vorteil von Enzymen ist, dass sie sehr selektiv: sie richtet eine Art des Moleküls. Katalysatoren sind mehr generisch, so dass Chemiker haben darauf achten, dass unerwünschte Reaktionen nicht auf der Katalysatoroberfläche auftreten.

Katalysatoren können jedoch bei hohen Temperaturen arbeiten, die in der Regel Enzyme zerstören würde. Dadurch können die Reaktionen viel schneller laufen – mehr als eine Million mal was würden sie bei Raumtemperatur. Katalysatoren können auch immer wieder, im Gegensatz zu Enzymen eingesetzt werden.

Paradigmenwechsel

Regalbuto denkt, dass es Zeit für einen Paradigmenwechsel in der Biokraftstoffmarkt von "Ethanol mit Enzymen", "Kohlenwasserstoffe mit Katalysatoren."

Der Hauptgrund dafür ist, dass Kohlenwasserstoff-Brennstoffe wie Benzin, Diesel und Propangas, packen Sie eine Menge Energie. Benzin liefert 50 Prozent mehr Energie pro Gallone als Äthanol (und überraschend 15 Mal mehr Energie pro Masse als TNT). Dies ist, warum Autos laufen auf Ethanol niedriger Benzinverbrauch als wenn sie auf Benzin laufen.

Herstellung von Kohlenwasserstoffen aus pflanzlichen Rohstoffen ist auch effizienter als Ethanol zu machen. Der Hauptgrund dafür, Regalbuto erklärt, ist, dass energieintensive Destillation, entfernen unerwünschte Wasser aus Ethanol-Produktion erfordert, während Kohlenwasserstoffe automatisch vom Wasser trennen.

Diese Effizienz könnte zu niedrigeren Kosten übersetzen. Virent schätzt, dass eine Gallone ihre grüne Benzin rund 20 Prozent günstiger als eine Gallone von Ethanol aus Mais hergestellt werden konnte.

Regalbuto prognostiziert, dass grüne Benzin irgendeiner Art an der Zapfsäule in den nächsten Jahren sein wird. Er erkennt, dass weiter die Straße hinunter Menschen können beginnen benzinbetriebenen Autos für Elektrofahrzeuge aufzugeben, aber der Markt für Kohlenwasserstoffe unwahrscheinlich ist zu versiegen.

"Wir werden noch brauchen Diesel für große Dinge wie Züge, Flugzeuge und Boote," sagte er.

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