Биотопливо из водорослей: может ли прудовая пена питать планету?

BC 11 Chemistry 11 (июнь 2018 г.) Большая идея. Органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

MB 11 11 класс Химия (2006) Тема 5: Органическая химия
NB 12 Chemistry 121/122 (2009) Раздел 4: Органическая химия
NL 11 Chemistry 2202 (2018) Раздел 3: Органическая химия
NS 11 Химия 11 (2021) Органическая химия
NS 11 Advanced Chemistry 11 (2012) Органическая химия
NU 12 Chemistry 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) Модуль C: Химические изменения органических соединений
ON 12 Химия, 12 класс, колледж (SCH4C), направление C: органическая химия
ON 12 Химия, 12 класс, университет (SCH4U), направление B: органическая химия
ON 12 Наука, класс 12, рабочее место (SNC4E), направление C: химические вещества в потребительских товарах
PE 11 Chemistry 521A (проект 2021 г.) Знание содержания: CK 3.1

YT 11 Chemistry 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) Большая идея. Органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

SK 12 Химия 30 (2016) Химическая связь и материаловедение
NT 12 Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) Раздел C: Химические изменения органических соединений
NB 12 Sciences de l'environnement 12e Année — 54411 (версия 2007 г.) 3. Eau et écosystèmes aquatiques
NL 12 Науки об окружающей среде 3205 (пересмотрено в 2010 г.) Раздел 4: Водопользование и окружающая среда
NS 11 Oceans 11 (2011, 2019) Аквакультура
AB 12 Science 30 (2007 г., обновлено в 2014 г.) Раздел D: Энергия и окружающая среда
NB 12 Химия 121/122 (2009) Раздел 1: Термохимия
НС 12 Химия 12 (2009, 2019) Термохимия
NU 12 Science 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) Модуль D: Энергия и окружающая среда

ON 11 Науки об окружающей среде, 11 класс, университет/колледж (SVN3M), направление B: Научные решения современных экологических проблем

ON 11 Науки об окружающей среде, 11 класс, университет/колледж (SVN3M), направление F: сохранение энергии
ON 11 Наука об окружающей среде, 11 класс, Рабочее место (SVN3E) Направление D: Энергосбережение
QC Sec V Chemistry Энергетические изменения в реакциях
NT 12 Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) Раздел D: Энергия и окружающая среда

Поделись:

Узнайте о потенциале водорослей как материала для производства биотоплива.

водоросли может быть скудной, средней биодизельной машиной. А может и не такой худой. Масло водорослей — это то, что делает его отличным потенциальным сырьем для биотоплива. Сырье это материал, используемый для производства биотоплива. Биодизель является важным типом биотопливо.

Вместо дизельного топлива на нефтяной основе можно использовать биодизель. Его также можно смешать с ним. Биодизель, изготовленный из масла водорослей, называют биотопливом третьего поколения. Пока его производят всего несколько заводов. Но однажды он может стать основным источником биотоплива.

Водоросли 101

Водоросли относятся к группе нерастительных фотосинтезирующих организмов. Они производят сахар и кислород, используя воду, углекислый газ (CO₂) и энергия Солнца. Некоторые водоросли, такие как морские водоросли, большие и многоклеточные. Но многие микроскопические и одноклеточные, как зеленый микроводоросли используется для производства биодизеля. Клетки зеленых водорослей перерабатывают сахар, который они производят, в масло. Это способ запасать энергию.

Вы знали?

Зеленые водоросли могут расти очень быстро. Некоторые виды накапливают масло до тех пор, пока оно не составит более половины их массы!

Как из водорослей делают биодизель

Растительные и животные жиры, в том числе масло водорослей, имеют длинные органические молекулы, называемые триглицериды.

Первым шагом в производстве биодизеля является извлечение масла, содержащего триглицериды, из водорослей. Есть два способа сделать это. Один из них заключается в механическом прессовании водорослей, как если бы вы прессовали оливки для получения оливкового масла. Другой способ заключается в объединении водорослей с органическим растворитель.

Затем триглицериды превращаются в метиловые эфиры жирных кислот (FAME). Это происходит в результате реакции переэтерификации. Этот же процесс можно использовать для получения МЭЖК из масла канолы или отходов кулинарного жира.

Графика — текстовая версия

Этапы производства биодизеля из водорослей включают выращивание водорослей, сбор водорослей, извлечение масла из водорослей и переэтерификацию.

Использование открытых пулов имеет некоторые недостатки. Вода может быстро испаряться, потому что они имеют большую площадь поверхности. Они также подвержены риску заражения другими видами водорослей.

Закрытые биореакторы — это закрытая внутренняя среда, в которой могут расти водоросли. Они бывают разных форм и стилей.Их преимущество в том, что люди могут тщательно контролировать условия выращивания. Но они намного дороже в строительстве и обслуживании, чем открытые пруды.

Каковы некоторые преимущества использования водорослей для производства биодизеля?

Есть несколько преимуществ использования водорослей для производства биодизеля вместо растительного сырья, такого как рапс. Они есть:

1. Водоросли содержат больше нефти на меньшей площади, чем некоторые другие культуры. Ученые не уверены, сколько еще нефти. Но может быть в два-десять раз больше.
2. Водоросли не нуждаются в сельскохозяйственных угодьях. Это означает, что они не конкурируют с сельскохозяйственными культурами за высококачественные сельскохозяйственные угодья.
3. Водоросли могут помочь уменьшить загрязнение воздуха. Водоросли нуждаются в большом количестве CO₂ для поддержки фотосинтеза. Часть этого СО₂ может исходить от таких вещей, как промышленные выбросы.
4. Водорослям нужна вода, но это не обязательночистыйвода. Исследовательский проект НАСА показал, что водоросли могут расти в городских сточных водах в плавающих пластиковых трубах биореактора. По мере роста водоросли очищают сточные воды, извлекая из них питательные вещества. Затем водоросли можно использовать для производства биотоплива.

Вы знали?

Канадский исследовательский совет сотрудничает с двумя компаниями, Pond Tech и St. Mary’s Cement, для строительства завода по биоочистке водорослей. Цель Pond Tech — использовать отходы производства St. Mary’s Cement для выращивания водорослей. В свою очередь, эти водоросли могут производить биотопливо!

Каковы некоторые недостатки использования водорослей для производства биодизеля?

Также были опасения по поводу устойчивости биотоплива из водорослей. Основные опасения:

1. Для выращивания водорослей в прудах требуется много воды. Вода испаряется с поверхности пруда. Это означает, что все время нужно добавлять больше воды. На биоперерабатывающих заводах это не так важно, потому что они представляют собой закрытые системы.
2. Биореакторам нужно много энергии для выращивания водорослей. Энергия используется для циркуляции воды, обеспечения света и поддержания оптимальной температуры. Это не так важно для открытых водоемов, потому что свет и тепловая энергия исходят от Солнца.Но энергия по-прежнему необходима в открытых прудах для циркуляции воды.
3. Биопереработка — медленный процесс. Водоросли растут быстро, но извлечение и очистка производимого ими масла происходит медленно. Это медленнее, чем другие методы производства биотоплива.
4. Водорослевое биотопливо может иметь отрицательный энергетический баланс. Другими словами, для производства водорослевого биотоплива может потребоваться больше энергии, чем оно дает!
5. Производство биотоплива из водорослей очень дорого в строительстве и эксплуатации. Это означает, что биотопливо из водорослей может в конечном итоге стоить больше, чем большинство людей или предприятий готовы платить.

Но некоторые из преимуществ биотоплива из водорослей могут помочь с этими недостатками. Такие вещи, как улавливание CO₂ из промышленных отходов и использование сточных вод, богатых питательными веществами, может помочь раскрыть весь потенциал биотоплива водорослей.

Биотопливо из водорослей помимо биодизеля

Есть и другие способы использовать энергию водорослей. Например, водоросли можно высушить в «уголь из водорослей» и сжечь вместе с ископаемым углем на электростанциях. Водоросли также можно использовать для получения биогаз. Эта технология использует бактерии для разрушения органического материала, такого как водоросли, в анаэробных (без кислорода) условиях. Бактерии производят метановый биогаз, который можно сжигать для выработки электроэнергии.

Биотопливо из водорослей пока не распространено. Но если ученые смогут найти способ разблокировать свою энергию с меньшими затратами, будущее выглядит зеленым. И, может быть, немного слизистый!