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[轉帖] 植物汽化器將為汽車提供動力

碳水化合物燃料易於使用而且環保,那麼終有一天,我們汽車裏的石油燃料將被化學家從植物的化學物質中轉化而來的碳氫化合物燃料所取代。

  人們認為,生物燃料與石油相比可稱為環保燃料。儘管生物燃料燃燒時產生的二氧化碳是一種溫室氣體,會導致全球氣溫升高,但是就理論上而言,它們可以作為植物生長的必要物質而被植物吸收。

  從植物中獲取能量的最簡易的方法是燃燒,將熱能轉換成電能。雖然燃燒植物適合固定發電廠,但是它並不是汽車的理想能源。電動汽車需要頻繁地充電,因此不適用於長途旅行。

  與燃燒相比還有一個更好的方法是將植物原材料轉化成為汽車可以直接利用的能量。這種方法已經在植物油中含有脂肪酸的植物中採用,但此類植物只是所有植物的一小部分。現在,研究人員發現了從碳水化合物中製造燃料的方法,植物75%都是由碳水化合物組成的。

  該項研究結果為人類提供了更有效地利用植物材料的方法。美國麥迪遜州威斯康星大學的化學家詹姆士·杜梅斯及其同事已將此研究結果發表在《科學》雜誌上。

  來源於植物的碳水化合物類似於傳統的柴油,因此它可以直接用於現有的交通設備。這種新型燃料比氫氣更容易使用,因為氫氣燃料需要不同類型的泵站和貯藏庫系統。

  杜梅斯推測,如果一切按計劃進行,那麼在美國種植足夠的植物就可以為整個國家的汽車提供大部分能源。

  在過去,碳水化合物一直被認為是昂貴的燃料能源。比如,葡萄糖經過發酵生成乙醇,再將乙醇加入汽油中,在發酵的最後階段通過汽化的方法將乙醇從水中分離,這個過程浪費了大量能量,因此效率非常低。
  杜梅斯研究小組推測,如果將植物的碳水化合物直接轉變為如同柴油的長鏈碳水化合物,那麼就完全可以避免發酵等大量消耗能量的過程。因為油和水不能混合,所以碳氫化合物浮到反應混合物的上層,通過虹吸方法就可以輕易地將碳水化合物與混合物分離。

  研究人員首先用鉑催化劑,使含有4至5個碳原子的碳水化合物與氫氣反應,兩種反應物都是由植物材料提供的。

  隨後,鎂催化劑將這些分子結合在一起生成更長碳鏈的碳水化合物,這樣就達到了柴油機燃料的要求。最後,在反應物中加入加壓的氫氣,用鉑催化劑除去氧原子。

  如果能夠將這個過程改進得簡易一些,就有足夠能力與乙醇工業相抗衡。

  研究人員下一步準備研究如何從植物中提取所有重要的碳水化合物。在實驗室中,研究人員使用的是純碳水化合物,因此還需要對植物進行處理,以去除所有不需要的化學物質。


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