制造生物燃料的六大新招

作者: 阿碧

生物燃料是相对于矿物燃料而言的,是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油。

生物燃料目前成为了一种十分热门的可再生绿色能源,世界各国都在大力发展生物燃料。但不少能源公司用粮食来生产生物燃料的方法引起了争议,因此科学家开始研究生产生物燃料的一些新方法。

现在我们来看看科学家们制造生物燃料的六大新招吧!

第一招:用甲虫来分解树木

树木的表皮含有坚硬的木质素,许多昆虫和微生物可以分解树木的纤维素,却无法分解木质素,所以难以作为生物燃料的来源。美国昆虫学家斯科特·盖博发现,亚洲天牛可以分解木质素。这种甲虫能将树木的木质素分解,留下由葡萄糖构成的糖类纤维素。葡萄糖被分解成小块,继而发酵生成乙醇。美国现在制取乙醇的原料为玉米,但玉米所生产的乙醇却不足以满足需要,而且多浪费粮食啊。美国能源部现在更倾向于发展第二代生物燃料,而第二代生物燃料所面临的一个难题则是木质素的降解。

▲甲虫

看来,亚洲天牛的能源潜质可比玉米要大得多呢。

第二招：用废弃水果生产二甲基呋喃

废弃水果除了会发出腐烂的气息外,还会有什么用途吗?这次,它们可要让你大吃一惊了。

听说过二甲基呋喃吗?这是一种新型生物燃料,它是美国科学家用废弃的水果制造的哦。和乙醇相比,二甲基呋喃有一系列优点:和同样体积的乙醇相比,二甲基呋喃燃烧后产生的能量要高4 0%,和目前使用的汽油相当;二甲基呋喃不溶于水,因此不用担心吸潮问题;二甲基呋喃的沸点要比乙醇高约20摄氏度,这意味着其在常温下是更稳定的液体,在汽车引擎中则被加热挥发成气体。这些都是汽车燃料所要具备的特点。此外,二甲基呋喃的部分制造过程和现在石油化工中使用的方法相似,因此很容易推广生产。

以后,废弃的水果也可以在科学界大展拳脚啦!

第三招：用微生物分解纤维素

用微生物制造生物燃料是很古老的创意,几千年前,中国人就会用酵母菌造酒了。美国麻省理工学院的一个学生研究小组发明了一种生物燃料电池,是用微生物发酵废弃植物纤维来产生电能,它可以专门用来为手机充电。美国亚利桑那州立大学的研究人员利用一种特殊优化的光合细菌来生产生物柴油,这种光合细菌是在黄石公园的热泉里找到的。由于这种细菌的培养只需要太阳能和环境控制生产设备,所以在干旱贫瘠的土地上也能大规模地养殖。这种细菌生物柴油生产占地很小,可以建在发电站附近,利用废弃的植物纤维作为原料,非常便利。

▲制造生物燃料的光合细菌发现于热泉中

第四招：用藻类植物来产油

▲海藻

几乎所有的天然水域里都有藻类植物生存,藻类植物因为生存能力强、生长速度快而成为了环境公害。而以色列和美国的科学家则把这些“环境毒物”变成了解决能源问题的生物燃料。以色列的科学家将发电厂产生的二氧化碳输入海藻池,不仅净化了环境,也为海藻提供了充足的营养。位于美国的国际能源公司也宣布,他们已经成功开发出以绿色微藻为原料生产生物燃料的新技术。藻类植物不像玉米和大豆等粮食作物需要较长的时间来种植,也不需要大量杀虫剂和化学肥料。从产量上来看,每年每亩玉米可产1 136升乙醇,每亩大豆可产114升生物柴油,而每亩藻类可产18 927升生物燃料。玉米和大豆每年收获一次,而藻类生长迅速,每隔几天即可收获一次,实在是超级实惠的制造生物燃料的新招数。

第五招：筛选制造燃料的植物

不是所有的植物都可以直接用来制造生物燃料的,就像我们前面提到的一些树木因为有难以分解的木质素而难以利用。怎么办呢?美国化学家史密斯想出了新招,他动用了先进的拉曼成像技术来筛选那些可以用来制造燃料的植物,通过这种技术,我们可以快速地确定植物材料的化学组成,筛选出那些木质素含量低的植物,用来制造燃料。这种方法还可以对筛选出来的植物进行进一步研究,研究它们在不同生长阶段的化学组成,以便在它们木质素含量较低的生长阶段进行收割。你也许想问,不是有亚洲天牛可以分解木质素吗?是的,不过我要告诉你的是:亚洲天牛不像藻类一样易得。

第六招：用废塑料熬制生物柴油

废塑料也可以制造生物燃料吗?听起来似乎有点不可置信,事实上它不仅可以熬制生物柴油,整个过程还很环保呢。

▲废弃的塑料也可用于炼油

印度马德拉斯大学机械工程系的四名大学生在老师的帮助下,成功地将废弃塑料转换成汽车燃料。学生们在废弃塑料中加入了一种催化剂,将其在真空中加热。在催化剂的作用下,废弃塑料逐渐熔化成它的原生态——石油;再经过蒸馏和提纯,废弃塑料最终转化成汽油、柴油和煤油。整个加工过程不产生二氧化碳,不会污染环境。