Альтернативная энергетика

Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).

Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин; пробег машин, работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Еthanol), на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные машины не могут работать на Е85, хотя двигатели внутреннего сгорания прекрасно работают на Е10 (некоторые источники утверждают, что можно использовать даже Е15). На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. «Flex-Fuel» машины ("гибкотопливные" машины). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого.

Помимо этанола существует ряд других веществ, получаемых из биосырья.

Бутанол начал производится в начале XX века с использованием бактерии Clostridia acetobutylicum. В 50-х годах из-за падения цен на нефть начал производиться из нефтепродуктов. Бутанол не обладает коррозионными свойствами, может передаваться по существующей инфраструктуре. Может, но не обязательно должен, смешиваться с традиционными топливами. Энергия бутанола близка к энергии бензина. Бутанол может использоваться в топливных элементах, и как сырьё для производства водорода.

Сырьём для производства биобутанола могут быть сахарный тростник, свекла, кукуруза, пшеница, маниока, а в будущем и целлюлоза. Технология производства биобутанола разработана компанией DuPont Biofuels. Компании Associated British Foods (ABF), BP и DuPont строят в Великобритании завод по производству биобутанола мощностью 20 000 литров в год из различного сырья.

Диметиловый эфир — C2H6O. Может производиться как из угля, природного газа, так и из биомассы. Большое количество диметилового эфира производится из отходов целлюлозо-бумажного производства. Сжижается при небольшом давлении.

Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30 % содержании в топливе.

Автомобили с двигателями, работающими на диметиловом эфире разрабатывают KAMAZ, Volvo, Nissan и китайская компания SAIC Motor.

Биодизель — топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации. Для получения биодизельного топлива используются растительные или животные жиры. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.

По оценкам Стэндфордского университета во всём мире из сельскохозяйственного оборота выведено 385 — 472 миллиона гектаров земли. Выращивание на этих землях сырья для производства биотоплив позволит увеличить долю биотоплив до 8 % в мировом энергетическом балансе. На транспорте доля биотоплив может составить от 10 % до 25 %

Биологическая батарейка Sony

В рамках проходившей на прошлой неделе выставки International Hydrogen & Fuel Cell Expo (FC Expo 2009) компания Sony продемонстрировала "биологическую батарейку", вырабатывающую электричество в процессе расщепления глюкозы под воздействием ферментов.

Впервые прототип "биобатарейки" был представлен компанией Sony ещё в августе 2007 года, однако первая экспериментальная версия габаритами 39 x 39 x 39 мм при ёмкости электролита порядка 40 кубических сантиметров генерировала всего лишь приблизительно 50 мВт энергии. Представленная на выставке FC Expo 2009 обновлённая версия батарейки, по данным компании, обладает удвоенной удельной мощностью – до 2,5 мВт на кубический сантиметр.

Схематически процесс получения электричества "биологической батареей" Sony можно описать следующим образом: сначала вблизи положительного электрода глюкоза расщепляется ферментами на электроны и ионы водорода. Затем ионы водорода движутся в направлении отрицательного электрода сквозь специальный разделитель, а электроны перемещаются к катоду через внешнюю цепь. Вблизи отрицательного электрода кислород, поглощаемый из воздуха, в присутствии катализатора взаимодействует с ионами водорода и электронами с анода, в результате чего получается вода.

Для увеличения плотности генерируемого тока в этой электрохимической реакции учёные Sony применили в улучшенной версии батареи две новые разработки. Первая имеет отношение к более тщательному подбору проводящего материала, из которого изготавливается отрицательный электрод. Второе улучшение касается жидкости, проводящей ионы водорода, для этого в Sony подобрали жидкость, pH которой изменяется незначительно и реакция таким образом протекает стабильно.

Таким образом, от батареи с объёмом электролита 28 кубических сантиметров удалось добиться 70 мВт мощности, что вдвое превышает показатель плотности предыдущего прототипа (50 мВт при объёме электролита 40 куб. см). И если раньше для питания MP3 плеера Sony NW-E407 на флэш-памяти требовалось соединить до четырёх "биологических батареек", то в новой версии для питания плеера Walkman с внешней акустической системой понадобилось "всего" три батареи. Более того, в качестве примера на стенде компании была продемонстрирована работа биобатареи, где в качестве электролита использовалась Coca-Cola, и одной такой батарейки оказалось достаточно для вращения двигателя небольшого вентилятора.

К сожалению, никаких хотя бы примерных сроков коммерциализации этой интересной разработки в Sony пока не называют. Очевидно, до появления "биологических батареек" на прилавках технология будет подвергнута ещё более значительной доработке.

Материал взят с сайта http://www.3dnews.ru/news/biologicheskaya_batareika_sony_udvoennoi_moshnosti/