Сайт о нанотехнологиях #1 в России. Нефть из воздуха


Нефть из воздуха – реальность?

В последнее время во многих популярных научных журналах довольно часто встречаются версии получения нефти из атмосферы. Ученые предполагают воплотить в реальность возможность получения драгоценного сырья из углекислоты, которая поступает из труб заводов и фабрик в атмосферу. В настоящее время, благодаря современным техническим разработкам, существует множество химических и физических способов, используя которые, можно выделить углекислоту из воздуха.

К примеру, возможны разделение газов при помощи пористых мембран или путем вымораживания. Не исключается возможность соединения (в определенных условиях) воздуха, содержащего углекислоту, с газообразным аммиаком, при взаимодействии которых будет образован углекислый аммоний. Полученный кристаллический белый порошок легко отделить от газообразных компонентов. Следующим этапом в этом процессе будет выделение из углекислого аммония углекислого газа.

 

Актуальность использования углекислоты как сырья для нефти

 

Синтез нефти из углеродных газов – это далеко не новое предложение ученых. Синтетический бензин, или, так называемый синтин, удавалось получить, и мало того, использовать еще в прошлом веке. Однако из-за конкуренции с нефтью из «подземных кладовых» производство синтина прекратилось, а процесс был забыт.

В последние годы мысль на возможность получения синтетического бензина ученые делают немалые ставки. Процесс получения такого топлива считается экологическим, да и в цене он значительно выигрывает «естественному» конкуренту.

По последним разработкам ученых, получение окиси из двуокиси углерода возможна с помощью мощных источников тепла, послужить которыми могут атомные реакторы. Согласно разработанной схеме, помимо получения окиси углерода, будет проходить также процесс термохимического разложения воды на кислород и водород. После этого будет следовать приготовление газовой смеси, которая и используется химиками для получения соединений метилового спирта и углеводородов, которые и извлекаются из нефти. Однако этот процесс многостадийный и достаточно сложный.

Сейчас учеными-электрохимиками ставятся опыты по получению «нефти из воздуха» путем электросинтеза, при котором в особых реакторах под воздействием электрического тока будет происходить соединение водорода и углекислого газа, которые, заменив нефть, смогут стать незаменимым сырьем для химической промышленности.

zaryad.com

Нефть из воздуха – реальность?

В последнее время во многих популярных научных журналах довольно часто встречаются версии получения нефти из атмосферы. Ученые предполагают воплотить в реальность возможность получения драгоценного сырья из углекислоты, которая поступает из труб заводов и фабрик в атмосферу. В настоящее время, благодаря современным техническим разработкам, существует множество химических и физических способов, используя которые, можно выделить углекислоту из воздуха.

К примеру, возможны разделение газов при помощи пористых мембран или путем вымораживания. Не исключается возможность соединения (в определенных условиях) воздуха, содержащего углекислоту, с газообразным аммиаком, при взаимодействии которых будет образован углекислый аммоний. Полученный кристаллический белый порошок легко отделить от газообразных компонентов. Следующим этапом в этом процессе будет выделение из углекислого аммония углекислого газа.

Актуальность использования углекислоты как сырья для нефти

Синтез нефти из углеродных газов – это далеко не новое предложение ученых. Синтетический бензин, или, так называемый синтин, удавалось получить, и мало того, использовать еще в прошлом веке. Однако из-за конкуренции с нефтью из «подземных кладовых» производство синтина прекратилось, а процесс был забыт.

В последние годы мысль на возможность получения синтетического бензина ученые делают немалые ставки. Процесс получения такого топлива считается экологическим, да и в цене он значительно выигрывает «естественному» конкуренту.

По последним разработкам ученых, получение окиси из двуокиси углерода возможна с помощью мощных источников тепла, послужить которыми могут атомные реакторы. Согласно разработанной схеме, помимо получения окиси углерода, будет проходить также процесс термохимического разложения воды на кислород и водород. После этого будет следовать приготовление газовой смеси, которая и используется химиками для получения соединений метилового спирта и углеводородов, которые и извлекаются из нефти. Однако этот процесс многостадийный и достаточно сложный.

Сейчас учеными-электрохимиками ставятся опыты по получению «нефти из воздуха» путем электросинтеза, при котором в особых реакторах под воздействием электрического тока будет происходить соединение водорода и углекислого газа, которые, заменив нефть, смогут стать незаменимым сырьем для химической промышленности.

Источник.

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

idoorway.mirtesen.ru

Американцы научились добывать дешевый бензин из воздуха — Российская газета

Одна из американских фирм предлагает получать из воздуха этиленгликоль - основное сырье для химической промышленности, в том числе и для производства бензина.

Авторы настаивают, что цена продукта будет намного меньше, чем у всех других технологий. Производство одной тонны химического сырья из воздуха обойдется всего в 125 долларов, в то время как из нефти или газа - 600 долларов. Более того, новая технология может использовать "дармовой" углекислый газ из дымовых труб заводских котельных или генераторов. Таким образом, получится замкнутый цикл обращения СО2: сначала это выбросы в атмосферу, а затем из атмосферы опять в топливо. Необходимая для технологии энергия может быть экологически чистой: от солнечных панелей или ветряков.

Все выглядит очень заманчиво. Эта красивая идея давно манит ученых, поэтому авторы данной разработки здесь далеко не пионеры. Ещё в начале ХХ века была открыта химическая реакция превращения угарного газа и водорода в жидкие углеводороды (синтез Фишера-Тропша применим и для углекислого газа). Однако всё упирается в себестоимость и, прежде всего, водорода.  Ведь сначала его надо извлечь из воды, а это очень энергоёмкая процедура. Значит, и цена конечного продукта получается высокой.

Именно цена пока не выпускает из "пробирки" многие альтернативные технологии получения бензина. Что только ни пробуют энтузиасты. Бензин пытаются выжать из угля, метана, деревьев, даже из мусора. Однако топливо получается "золотым".   

Американские специалисты утверждают, что им удалось решить проблему, во всяком случае, для производства этиленгликоля. Им требуется всего два  компонента: углекислый газ и водород, полученный из воды с помощью электролиза. Сначала электрод-катализатор производит из углекислого газа двухуглеродную молекулу оксалата. Затем на других катализаторах проходит реакция с образованием этиленгликоля.

Авторы настаивают, что их технология очень перспективна, так как затраты на нее малы. Но не раскрывают детали, например, не сообщают, какие используются катализаторы. А это принципиальный момент. Указывается лишь, что это недорогой и долговечный материал, а сама реакция требует небольшое количество электроэнергии. Если удастся создать действительно эффективный промышленный аналог лабораторного прототипа устройства, то можно будет говорить о революции в энергетике и химической промышленности.

Комментарий

Валентин Пармон, директор Института катализа СО РАН, академик РАН:

Такая технология превращения углекислого газа вполне реальна. Более того, можно даже предположить, какие именно катализаторы используют авторы разработки. Но дьявол, как всегда, кроется в деталях. Из простого анализа формул описываемых превращений следует, что для получения одной молекулы этиленгликоля из двух молекул СО2 требуется 5 (!) молекул водорода, а его можно получить только с помощью электролиза воды. Но тогда энергетика предложенной технологии ничем не лучше энергетики обычного электролиза воды. Поэтому не понятно, в чем революционность этой технологии. Думаю, желаемое выдается за действительное.

rg.ru

Китайские ученые нашли способ получить бензин из воздуха — Российская газета

Бензин из воздуха? Звучит как фантастика. Над этим "чудом" давно бьются ведущие лаборатории мира. В случае успеха человечество может навсегда забыть, что запасы нефти конечны. Старт этим поискам дан почти 100 лет назад, когда была открыта реакция превращения углекислого газа и водорода в углеводороды. А дальше дело застопорилось, в частности, из-за высокой цены получения водорода. Чтобы извлечь его из воды, требуется много энергии. В итоге "воздушный" бензин получается золотым.

Однако в последнее время появилась надежда резко понизить цену. Как? Перевести технологию получения альтернативного бензина на солнечную энергию. Дело в том, что стоимость ее производства резко падает. Уже появляются сообщения, что у альтернативного бензина есть шанс выйти из пробирки. Осталось фактически одно серьезное препятствие - катализаторы, которые превращают углекислоту и водород в бензин. У них два серьезных недостатка. Они быстро выходят из строя и требуют очистки через несколько десятков часов работы.

И вот только что китайские ученые сообщили, что недостатки устранены. Созданный ими катализатор преобразует фактически всю углекислоту в аналог бензина (96 процентов) и работает как минимум 1000 часов. Он состоит из двух компонентов - наночастиц из оксида железа и натрия, а также цеолитов из силиката алюминия. Наночастицы железа "разрывают" молекулы углекислоты и заставляют ее соединяться с атомами водорода, а цеолиты способствуют объединению "полуфабрикатов" в длинные цепочки углеводородов.

Превращение СО2 в топливо не только поможет бороться с потеплением, но и решит проблему исчерпания полезных ископаемых, заявляют авторы разработки.

Комментарий

Леонид Кустов, доктор химических наук, Институт органической химии РАН:

- Я бы не назвал работу китайских ученых прорывом, хотя, конечно, 1000 часов работы катализатора - это здорово. Но вызывает вопросы применение солнечной энергии. Ведь у нее низкий кпд, а потому энергетически вряд ли оправдана для такой технологии. Мы создали демонстрационную установку, где в чистый бензин превращается 85 процентов углекислоты. Это меньше, чем у китайцев, но зато производительность в 4-5 раз выше, так как применяем для протекания реакции высокую температуру и давление. Катализатором является дешевое соединение железа и никеля. Через год сможем предложить установку для коммерческого внедрения, правда, наши предприятия она вряд ли заинтересует. Пока течет нефть, они инертны, зато западные фирмы активно с нами сотрудничают.

Кстати

Британские ученые заявили о создании установки получения бензина из воздуха. Она уже произвела пять литров бензина за три месяца работы, но авторы утверждают, что могут довести объем до одной тонны в день. Однако скептики утверждают, что цена такого топлива слишком высока, почти 500 евро за тонну. Но авторы настроены оптимистично. Ведь для извлечения углекислого газа и водорода, а также проведения реакции они намерены использовать даровую энергию Солнца. А потому технология воздушного топливного синтеза станет экономически конкурентоспособной.

rg.ru

Китайские химики научились превращать воздух в бензин

14:1102.05.2017

(обновлено: 16:06 02.05.2017)

319971808

МОСКВА, 2 мая – РИА Новости. Китайские ученые создали новый катализатор на базе наночастиц железа, способный "вечно" превращать обычный углекислый газ и водород в смесь углеводородов, похожих на бензин, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"За последние 200 лет, уголь, нефть и газ были главными двигателями нашей цивилизации, основой ее экономического и социального развития. Сжигание топлива привело к выбросу гигантского количества СО2 в атмосферу, что сегодня вызывает негативные изменения климата. Превращение СО2 в топливо и химикаты не только поможет нам бороться с потеплением, но и решит проблему исчерпания полезных ископаемых", — заявляют Цзянь Сунь (Jian Sun) из Института химической физики в Даляне (Китай) и его коллеги.

В последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. К примеру, в июле прошлого года физики из Чикаго сконструировали солнечную батарею, которая использует энергию света для расщепления СО2 и производства угарного газа и водорода, а в октябре их коллеги из Национальной лаборатории в Оак-Ридж создали катализатор, преобразующий углекислоту в обычный спирт.

Ученые изучают структуру катализатора, превращающего СО2 в спиртУченые создали наноматериал, вырабатывающий спирт из воздуха

В принципе, и то и другое уже можно использовать для запасания энергии, однако у этих катализаторов есть два больших недостатка. Они быстро выходят из строя и требуют очистки через несколько десятков часов работы, а также выделяют много побочных продуктов.

Сунь и его команда решили обе эти проблемы – их катализатор преобразует фактически всю углекислоту в углеводороды, составляющие основу бензина и других высокооктановых видов топлива, и при этом работает как минимум 1000 часов (полтора месяца) в "обычных" промышленных условиях.

Он состоит из двух компонентов – наночастиц из соединения оксида железа и натрия, а также так называемых цеолитов. Цеолиты представляют собой полые наночастицы из силиката алюминия, которые сегодня широко применяются для очистки воды и для "упаковки" различных катализаторов, попадание молекул которых внутрь цеолитов заметно меняет их свойства и часто заставляет их вести себя гораздо активнее, чем в свободном виде.

Прототип расщепителя воды с рекордно высоким КПДУченые: искусственный фотосинтез скоро заменит нефть и газ

Как отмечают ученые, каждый компонент в данном случае играет разную роль – наночастицы железа "разрывают" молекулы углекислоты и заставляют ее соединяться с атомами водорода, а цеолиты и их начинка – способствуют объединению подобных "полуфабрикатов" в длинные цепочки углеводородов.

Комбинация этих компонентов, по словам китайских химиков, позволяет добиться фактической "вечности" такого катализатора. Его эффективность, как отмечают ученые, снизилась всего на 6% в первые 300 часов работы и потом не менялась, что говорит о том, что он стабилен и будет оставаться в таком виде гораздо дольше, чем 1000 часов. Кроме того, 96% углекислоты преобразуется в аналог бензина, и лишь 4% СО2 превращается в метан.

Солнечная батарея и установка искусственного фотосинтезаФизики создали солнечные батареи, преобразующие СО2 в топливо

Более того, "букет" углеводородов можно гибко менять, повышая или понижая доли водорода и СО2 в смеси и варьируя тип цеолита, который используется в качестве "упаковки" для наночастиц железа. Используя солнечные батареи в качестве источника энергии для нагрева этой смеси газов и ее прокачки через катализатор, можно эффективно и достаточно дешево запасать солнечную энергию в виде привычного для всех топлива, не причиняя при этом вреда окружающей среде, заключают Сунь и его коллеги.

ria.ru

Бензин из воздуха дешевле, чем из нефти

Молодая компания предлагает дешевый коммерчески эффективный способ превращения углекислого газа в химическое сырье. Возможно, уже в ближайшем будущем необходимые ресурсы можно будет извлекать прямо из воздуха, а не из нефтяных и газовых скважин.

Компания Liquid Light продемонстрировала прототип устройства, способного производить этиленгликоль – ключевое сырье для химической промышленности. Для работы устройству под названием Liquid Light требуется углекислый газ, электричество и источник водорода, например вода. По оценкам разработчиков, для производства одной тонны химического сырья с помощью Liquid Light потребуется всего $125, в то время как традиционные источники, такие как нефть или газ, требуют затрат в $600 на 1 тонну продукта. Более того, Liquid Light может использовать «дармовой» углекислый газ из дымовых труб заводских котельных или генераторов.

Потенциально, Liquid Light может утилизировать парниковые газы, которые разогревают нашу планету. Таким образом получится замкнутый цикл обращения СО2: из топлива в атмосферу, а затем из атмосферы опять в топливо. Необходимая для обратной трансформации энергия также может быть экологически чистой: от солнечных панелей или ветряков.

cnews-bensin-from-the-air-2.jpgУстройство Liquid Light на вид имеет простую конструкцию. По словам разработчиков, оно использует дешевые долговечные компоненты, потребляет мало энергии и производит химическое сырье из углекислого газа

Презентованное разработчиками устройство Liquid Light представляет собой квадратные металлические пластины шириной 90 см, расположенные на расстоянии несколько сантиметров друг от друга. Работа устройства основана на каталитических реакциях: сначала один электрод-катализатор производит из молекул углекислого газа двухуглеродную молекулу оксалата. Затем отдельные катализаторы инициируют реакции с образованием этиленгликоля – широко используемого промышленного химического вещества, которое служит основой для полиэфирных волокон и ПЭТ-пластика, используемого, например, в производстве пластиковых бутылок. Также этиленгликоль может служить сырьем для производства жидкого топлива.

Основным преимуществом процесса Liquid Light являются низкие затраты на сырье. Воду можно забирать из рек, озер, промышленных стоков и т.д., а электричество: от АЭС, гидро- и газовых электростанций. В последнем случае получится чистое производство, так как Liquid Light переработает вредный углекислый газ, получаемый в результате сжигания газа.

Использование катализаторов для преобразования СО2 в полезные химические вещества является очень перспективным направлением. К сожалению, создание эффективных процессов утилизации углекислого газа сталкивается с множеством технических препятствий. Прежде всего необходимо, чтобы реакции происходили очень быстро, к тому же сумма примененных технологий и материалов должна быть меньше, чем стоимость производства сырья из нефти и газа. Кроме того, металлические катализаторы часто производят несколько продуктов, например окись углерода и метан, которые необходимо разделить, что резко удорожает процесс.

Прототип Liquid Light выглядит очень многообещающим, но в компании пока не называют катализаторы, которые используются в установке. Указывается лишь на то, что это недорогой и долговечный материал, а сама реакция требует небольшое количество электроэнергии. Если удастся создать эффективный промышленный аналог лабораторного прототипа Liquid Light, то можно будет говорить о революции в энергетике и химической промышленности.

www.nanonewsnet.ru

Создано топливо из воздуха

Небольшая британская компания из города Стоктон-он-Тис на северо-востоке Англии произвела первое топливо из воздуха, используя революционную технологию, которая может помочь разрешить энергетический кризис и сократить долю углекислого газа в атмосфере Земли, пишет британская газета Independent.

Компания Air Fuel Synthesis смогла с августа этого года произвести 5 литров топлива из углекислого газа и водяного пара, запустив для этого небольшую установку.

«Мы взяли диоксид углерода из воздуха и водород из воды и обратили эти элементы в горючее. Никто раньше ни в нашей стране, ни, насколько мне известно, за рубежом не делал этого. Жидкость выглядит и пахнет, как бензин, но это гораздо более чистый продукт, чем бензин, полученный из нефти, - рассказал глава компании Питер Харрисон, представивший свое открытие в лондонском Институте механической инженерии. - Наше топливо способно работать в существующих двигателях. Это означает, что может быть использована существующая транспортная инфраструктура».

ЦитатаКак отмечает отраслевой информационный портал «ЭкспертПост» на сегодняшний день самой близкой к воплощению является идея о смешивании дизельного топлива, полученного из нефтепродуктов, с биодизелем, полученным из подсолнечника или рапса. Этот способ — наименее затратный и самый простой с технической точки зрения, поскольку не требует кардинальной замены автопарка.Конец цитаты

Технологический процесс включает в себя смешивание воздуха с гидроксидом натрия. Получившийся в результате этих действий гидрокарбонат натрия подвергают электролизу, что позволяет создать натуральный углекислый газ. Впоследствии его смешивают с извлеченным из воды водородом, что формирует углеводородную смесь. Условия данной химической реакции определяют, какой тип топлива будет получен. По словам представителей Air Fuel Synthesis, после смешения с топливными добавками, горючее можно заливать в бак.

Компания намерена за два года построить более крупную установку - завод коммерческого масштаба, который сможет производить тонну топлива в день. Хотя процесс пока находится на ранних этапах и нуждается в электричестве из национальной сети, компания считает, что в итоге будет возможно использовать силу возобновляемых источников, ветровых электростанций или приливных плотин.

«Все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, но это правда... Процесс использует хорошо известные всем компоненты, но что восхитительно - это то, что они сумели свести воедино весь этот процесс и показать, что он может приносить результаты», - заявил глава департамента энергетики и окружающей среды Института механической инженерии Тим Фокс.

Плюс данного топлива в том, что его можно применять в уже существующих двигателях внутреннего сгорания. Однако есть и недостаток - себестоимость изготовления одного литра бензина из «воздуха» намного превышает себестоимость его получения из нефти, так как затрачивается много энергии.

Новое топливо первоначально предполагается смешивать с обычным. Технология идеально подходит для отдаленных районов, которые обладают достаточными источниками возобновляемой энергии, но ограниченными возможностями для их хранения.

Хотя прототип системы разработан для выделения углекислого газа из воздуха, данная часть процесса пока слишком неэффективна с точки зрения коммерческого использования, подчеркивает автор статьи. Однако профессор Клаус Лакнер из Колумбийского университета Нью-Йорка отмечает, что высокая стоимость любой новой технологии всегда со временем резко сокращается.

Как отмечают аналитики раздела «Новости Великобритании» журнала «Биржевой лидер», открытие британских ученых является далеко не первым прецедентом разработки технологий получения синтезированного бензина не нефтяного происхождения. В частности, наиболее распространенным из них является переработка каменного угля, однако, существуют более экзотические способы, например, с использованием морских водорослей. Два года назад в российском городе Томск ученые, в свою очередь, разработали технологию получения бензина и дизельного топлива из бытового мусора.

Другой вид биотоплива — этанол, который уже широко используется в Европе. Автомобили ездят на так называемой смеси Е-85, содержащей 85% биоэтанола, 14% обычного бензина и 1% специальных присадок, обеспечивающих нормальное горение. Для инжекторных двигателей переделка не требуется, единственная проблема — быстрый износ топливного насоса, который сделан из алюминия и пластика - материалов, окисляющихся при взаимодействии со спиртом.

Кроме того, вокруг бурного роста производства рапса, подсолнечника, а также переработки тростника и зерновых на этанол в мире сейчас идут жесткие споры: сторонников биотехнологий обвиняют в том, что их действия уже стали причиной мирового продовольственного кризиса и в конце концов приведут к голоду на планете. Международный валютный фонд считает, что переход на биотопливо на 70% стал причиной роста цен на продукты питания, а Всемирный банк заявил, что ответственность за этот кризис в большой степени лежит на ЕС и США.

wek.ru