В статье автор исследует возможность создания экологичного бензина в домашних условиях.
Ключевые слова: экология, биотопливо, бензин.
Сжигание ископаемого топлива для получения энергии вносит существенный вклад в климатический кризис. Чтобы смягчить его последствия, необходимо искать новые способы добывать энергию. Выходом может стать биотопливо.
Биологическое топливо — это горючее растительного или животного происхождения. Предполагается, что оно заменит традиционные виды топлива из исчерпаемых ресурсов на те, которые производятся из возобновляемого сырья. Например, к биотопливу можно отнести обычные дрова или рапсовое масло. Однако дизель и бензин вытеснили эти виды топлива, так как они дешевле, а массовая автомобилизация требовала больших объемов топлива.
Однако, разработки эффективного биотоплива постоянно ведутся. Почему? Первая причина — климатический кризис, который усугубляется выбросами парниковых газов от использования ископаемого топлива. На транспорт приходится практически четверть от всей эмиссии углекислого газа, связанной с производством энергии. С 1970 года объем выбросов парниковых газов в транспортном секторе вырос вдвое, из которых 80 % приходится на дорожный транспорт. Вторая причина — поиск возобновляемых источников энергии, так как запасы нефти и угля вскоре могут полностью закончиться. Сюда же можно добавить и скачки цен на углеводороды.
Обычно твердые виды биотоплива используют в бедных странах, где нет других источников энергии, для приготовления пищи, стирки и уборки или для обогрева самого дома. 80 % всего потребляемого сегодня биотоплива используется как раз для этих целей. 18 % биотоплива задействовано в промышленности как источник энергии и смазочных материалов. Биотопливо часто упоминают в качестве альтернативы бензину для автомобилей, но сейчас только 2 % используется в транспортной отрасли.
В этом проекте мы рассмотрели именно возможность создать биотопливо для автомобилей, то есть экологичный бензин, который выделал бы в атмосферу меньше вредных соединений, но в то же время был эффективен так же, как обычный бензин.
Цель: изучить варианты создания экологичного бензина, провести эксперимент
Задачи:
1) исследовать тему в книгах или в интернете, изучить информацию о биотопливе;
2) проанализировать информацию и подобрать вариант для эксперимента в домашних условиях;
3) провести эксперимент по добыванию топлива из растительной массы.
|
Теоретические |
Практические |
|
Чтение и анализ информации по теме, обобщение и выделение главного в тексте |
Эксперимент |
Ожидаемый результат. Мы ожидаем получить по завершении работы некоторую массу экологичного топлива, теоретически способного привести в движение транспорт. Данный проект будет полезен всем, кто интересуется данной темой, водителям и инженерам, возможно, химикам, педагогам и ученым.
Итак, мы решили попробовать получить выжимку масла из водорослей в домашних условиях.
Водоросли можно выращивать дома с помощью устройства, известного как «фотобиореактор», или биореактора, включающего в себя источник света. Базовый реактор может быть изготовлен из прозрачных пластиковых трубок или пластиковых бутылок, или пластикового контейнера какого-то рода. Для роста водорослей необходимы вода, углекислый газ и свет; в реакторе будет содержаться вода, в которую была помещена культура водорослей. Источником света может быть светодиод, фосфоресцирующая лампа или естественный солнечный свет [2]
Процесс производства биодизельного топлива из масла заключается в снижении вязкости масла путем удаления глицерина; процесс преобразования водорослевого масла такой же, как и при использовании обычных растительных масел. Это делается путем смешивания биологического масла с метоксидом натрия.
Производство биодизеля включает в себя ряд процессов разделения, тем более в случае биодизеля из водорослей: отделение водорослей от раствора, отделение масла от водорослей, а также отделение глицерина от биодизеля после завершения реакции. Все эти процессы разделения могут быть выполнены просто с помощью центрифуги.
Биореактор-концепт Bio-Grow — устройство для производства биотоплива в домашний условиях (рис. 1)
Рис. 1. Биореактор-концепт Bio-Grow
Аквариум для водорослей — самая объемная часть биоректора [3] Водоросли прекрасно себя чувствуют в домашнем тепле и уюте, и при необходимости можно повысить им температуру (в концепте для этих целей применяют старый кинескоп). При этом, как и любые растения, водоросли поглощают углекислый газ, выделяя кислород, очищая воздух в помещении. Информация о работе системы считывается с экрана ноутбука. По мере того, как водорослей становится все больше, их сливают через специальную трубочку, чтобы потом уже непосредственно вести производство биотоплива (рис. 2).
Рис. 2. Биореактор-концепт Bio-Grow
Этот прибор выиграл второй приз на одном авторитетном конкурсе инноваций и дизайна. Прибору пророчат большое будущее, особенно ввиду того, что цены на нефть постоянно растут.
Достать такое оборудование для эксперимента, конечно, не представляется возможным. Но попробовать выжать масло из водорослей в домашних условиях — вполне реальный эксперимент.
Для этого нам понадобились:
1) водоросли,
2) свободное время,
3) чеснокодавилка,
4) баночка.
В итоге у нас получилось очень мало жидкости, которую трудно назвать топливом 3-го поколения, и уж точно это не масло. Я думал, что она должна быть другого цвета, например ярко-зеленого, а получилась болотно-коричневая. Проведя это эксперимент, я понял, что сделать топливо в домашних условиях невозможно. Водоросли скользкие, жидкость из них в домашних условиях выжимается плохо, внутри водорослей остаётся много жидкости, которую можно было бы использовать.
Итак,
- Теоретическое исследование показало, что проект очень актуален и на данный момент во всем мире активно и давно изучается возможность получения топлива из растений. Биодизель — это дизельное топливо, производное из животных или растительных липидов (масел и жиров) [1] Исследования показали, что некоторые виды водорослей могут производить 60 % или более своей сухой массы в виде масла. Поскольку клетки растут в водной суспензии, где они имеют более эффективный доступ к воде, CO 2 и растворенным питательным веществам, микроводоросли способны производить большие количества биомассы и пригодного для использования масла либо в высокопроизводительных водоемах с водорослями, либо в фотобиореакторах. Затем это масло можно превратить в биодизель, который можно будет продавать для использования в автомобилях.
- Основную проблему, которая не позволяет продвинуться дальше исследований в этой теме, мы выделили следующую: масло, которое содержится в водорослях, не будет полностью сгорать в двигателе, и будет там накапливаться. Пока эта проблема не решена.
- В процессе эксперимента мы получили такую жидкость под названием «водорослевое масло». Оно было как вода, но с цветом и неприятным запахом. В домашних условиях получить настоящее водорослевое масло не возможно, так как необходимо некоторое число реактивов для отделения этого масла из общей выжимки, и желательно иметь биореактор.
В дальнейшем мы планируем приобрести необходимые материалы и реактивы, чтобы превратить полученную из водорослей выжимку в рабочее топливо.
Литература:
- [Электронный ресурс] Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы | РБК Тренды (rbc.ru)
- [Электронный ресурс] Биотопливо из водорослей. Cleandex
- [Электронный ресурс] Производство биотоплива в домашних условиях: Bio-Grow | (ecobyt.ru)
