Транспондер

Новый электробиодизель предлагает более эффективную и чистую альтернативу

Автомобили, работающие на дизельном топливе, приводят к значительным выбросам углекислого газа, которые сложно декарбонизировать. По данным Управления энергетической информации США, в 2022 году использование дизельного топлива составляло около четвертой части общего объема выбросов углекислого газа на транспорте США и около десятой части общего объема выбросов углекислого газа, связанных с энергетикой.

Джошуа Юань, заведующий кафедрой энергетики, экологической и химической инженерии в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, и Сьюзи Дай, профессор в области химической и биомедицинской инженерии в Университете Миссури, вместе с коллегами из Техасского университета A&M использовали электрокатализ углекислого газа для создания образца электробиодизеля, который в 45 раз эффективнее и требует для производства в 45 раз меньше земли, чем производство биодизеля на основе сои. Результаты их работы опубликованы в журнале Joule.

Команда использовала электрокатализ — тип химической реакции, инициируемой переносом электронов к реактивам и от них на поверхности катализаторов, — для преобразования углекислого газа в биосовместимые промежуточные продукты, такие как ацетат и этанол. Затем эти промежуточные продукты преобразуются микробами в липиды, или жирные кислоты, и в конечном итоге становятся сырьем для производства биодизеля, поясняет Юань.

Новый микробный и каталитический процесс, разработанный Юанем, Даем и их командой, позволил электробиодизелю достичь 4,5% эффективности преобразования диоксида углерода в липиды, что значительно эффективнее текущего биодизеля. Природный фотосинтез в наземных растениях обычно составляет менее 1%, где менее 1% энергии солнечного света преобразуется в биомассу растений путем преобразования CO2 в различные молекулы для роста растений, пояснил Юань.

Чтобы запустить электрокатализ, команда разработала новый катализатор на основе цинка и меди, который производит диатомовые углеродные промежуточные продукты, которые могут быть преобразованы в липиды с помощью модифицированного штамма бактерии Rhodococcus jostiii (RHA1), известной высоким содержанием липидов. Этот штамм также повысил метаболический потенциал этанола, который мог помочь ускорить превращение ацетата, промежуточного продукта, в жирную кислоту.

После разработки технологии команда проанализировала ее влияние на изменение климата и получила обнадеживающие результаты. Благодаря использованию возобновляемых ресурсов для электрокатализа, процесс синтеза может сократить 1,57 грамма углекислого газа на грамм электродизеля, произведенного из побочных продуктов биомассы, этилена и других, что дает ему потенциал для отрицательных выбросов.

www.tgoop.com/transpond/5780

56 viewsNov 17 at 20:55

Новый электробиодизель предлагает более эффективную и чистую альтернативу

Автомобили, работающие на дизельном топливе, приводят к значительным выбросам углекислого газа, которые сложно декарбонизировать. По данным Управления энергетической информации США, в 2022 году использование дизельного топлива составляло около четвертой части общего объема выбросов углекислого газа на транспорте США и около десятой части общего объема выбросов углекислого газа, связанных с энергетикой.

Джошуа Юань, заведующий кафедрой энергетики, экологической и химической инженерии в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, и Сьюзи Дай, профессор в области химической и биомедицинской инженерии в Университете Миссури, вместе с коллегами из Техасского университета A&M использовали электрокатализ углекислого газа для создания образца электробиодизеля, который в 45 раз эффективнее и требует для производства в 45 раз меньше земли, чем производство биодизеля на основе сои. Результаты их работы опубликованы в журнале Joule.

Команда использовала электрокатализ — тип химической реакции, инициируемой переносом электронов к реактивам и от них на поверхности катализаторов, — для преобразования углекислого газа в биосовместимые промежуточные продукты, такие как ацетат и этанол. Затем эти промежуточные продукты преобразуются микробами в липиды, или жирные кислоты, и в конечном итоге становятся сырьем для производства биодизеля, поясняет Юань.

Новый микробный и каталитический процесс, разработанный Юанем, Даем и их командой, позволил электробиодизелю достичь 4,5% эффективности преобразования диоксида углерода в липиды, что значительно эффективнее текущего биодизеля. Природный фотосинтез в наземных растениях обычно составляет менее 1%, где менее 1% энергии солнечного света преобразуется в биомассу растений путем преобразования CO2 в различные молекулы для роста растений, пояснил Юань.

Чтобы запустить электрокатализ, команда разработала новый катализатор на основе цинка и меди, который производит диатомовые углеродные промежуточные продукты, которые могут быть преобразованы в липиды с помощью модифицированного штамма бактерии Rhodococcus jostiii (RHA1), известной высоким содержанием липидов. Этот штамм также повысил метаболический потенциал этанола, который мог помочь ускорить превращение ацетата, промежуточного продукта, в жирную кислоту.

После разработки технологии команда проанализировала ее влияние на изменение климата и получила обнадеживающие результаты. Благодаря использованию возобновляемых ресурсов для электрокатализа, процесс синтеза может сократить 1,57 грамма углекислого газа на грамм электродизеля, произведенного из побочных продуктов биомассы, этилена и других, что дает ему потенциал для отрицательных выбросов.

BY Транспондер