科学家们刚刚描述了向长期寻求的经济过程迈进的一步,这种过程可以将藻类(如池塘浮渣)变成革命性的新的可持续生物柴油和其他“绿色”燃料来源。他们关于使用环保工艺从藻类中提取石油的报告是在第16届绿色化学与工程会议上召开的,该会议将于6月18日至20日在华盛顿特区由美国化学公司绿色化学研究所举行。社会(ACS。
“作为下一代生物燃料,藻类具有巨大潜力,可持续和可再生的燃料,”研究团队负责人JulieZimmerman博士解释道。“它的每磅油比玉米和大豆多,不会将作物转移到食物供应中,可能会在污水和海水中生长,而不会影响淡水供应。”该演示文稿是关于绿色燃料来源的专题讨论会的一部分,摘要见下文。
Zimmerman实验室的研究生LindsaySoh描述了他们为一个简单的过程所做的努力,该过程可以提取脂肪分子,这些脂肪分子被称为脂质,用于从藻类生产生物柴油,并一举将其转化为可用的燃料。这可以使藻类生产生物柴油比现有方法更便宜,更快速和更环保,这些方法需要单独的步骤-每个步骤都有自己的容器和化学品-来执行这些操作。这种“一锅”反应使用所谓的超临界二氧化碳,它使用高压和高温使其像气体一样填充其容器,但是像液体一样致密。
齐默尔曼指出,超临界二氧化碳长期以来一直有各种商业和工业用途,从用于脱咖啡因咖啡的工艺到用于干洗服装的更环保的溶剂。她指出,这个过程是无毒的,这使得它成为其他藻类生物燃料技术中使用的一些更具刺激性的潜在有毒化学品的有吸引力的替代品。
“但是,这确实是第一次,科学家们已经意识到,绿色系统,如超临界二氧化碳2可能有从藻类生产生物燃料的应用。”
Soh解释说,已经提出了使用超临界甲醇和乙醇的类似方法,但超临界二氧化碳的使用需要更低的温度,使其更容易使用并且能耗更低。Zimmerman指出,另一个优点是超临界二氧化碳可作为油的溶剂,可以调节以仅从藻类油中提取特定成分,从而节省时间和资源。使用常规溶剂不可能进行这种调节。另一个优势:超临界二氧化碳是一项历史悠久的技术,在工业和商业应用方面具有良好的记录-这可以平滑其从实验室到日常使用的过渡。
Zimmerman和Soh在之前的研究中已经表明,超临界二氧化碳可以从藻类中提取脂质。Soh现在正在进行下一步,包括将脂质转化为生物柴油,最终目标是在单个生产室中进行整个提取和转化。
“将这些过程合并为一个步骤非常重要,”Soh解释道。“超临界二氧化碳是一项昂贵的技术,因为它需要大量的能源和初始资本。如果我们能够将其合并为一步,它将降低成本并使我们更接近商业化。”
将提取的脂质转化为生物柴油需要催化剂,催化剂是一种促进化学反应而不被其消耗的物质。Soh正在试验几种,重点关注不溶于超临界二氧化碳混合物的市售催化剂,这样它们可以在反应后回收而无需额外的步骤,这需要时间,金钱和经常有潜在毒性的化学品。