美國密歇根大學的一組研究人員獲得了美國能源部200萬美元的資助，用于研究柴油發(fā)動機藻類生物燃料。這個團隊是世界上為數(shù)不多的從“一端到另一端”解決問題的團隊之一。
藻類每年可生產(chǎn)數(shù)十億加侖的可再生柴油，汽油和噴氣燃料
美國能源部(Department of Energy)迫切希望找到解決化石燃料排放問題的辦法，特別是那些來自運輸部門的方法。資助這項藻類生物燃料的研究，是其減少對更多類型污染燃料需求的使命的一步。根據(jù)美國能源部的說法，藻類具有每年生產(chǎn)數(shù)十億加侖可再生燃料的潛力，有可能被提煉成柴油、汽油甚至噴氣燃料。密歇根大學的研究是為了努力達到可再生燃料標準的一部分，該標準概述了到2020年，美國運輸燃料的360億加侖運輸燃料必須來自混合能源。其中只有1500萬來自玉米乙醇，這使得目前的產(chǎn)量與需求之間存在相當大的差距。藻類燃料將彌補這一差距。
來自密歇根大學大學研究小組的一份聲明說，他們打算與賓夕法尼亞州立大學的研究人員合作，繼續(xù)他們的項目。這項研究的重點是尋找替代傳統(tǒng)柴油燃料的可行方法。為此，研究小組一直在探索藻類的潛力。
傳統(tǒng)的柴油是由石油衍生的化石燃料。它們在燃燒過程中釋放出大量的溫室氣體。藻類生物燃料沒有同樣的問題，因此被視為化石燃料的環(huán)保替代品。(Andre Boehman)說：“我們的總體目標是展示混合燃料原料的共同優(yōu)化，溫室氣體減排量超過60％。與此同時，我們希望將發(fā)動機熱效率提高到超出基準柴油發(fā)動機的水平?！?/span>
“這是一個有重大研究問題的項目，”(Andre Boehman)說，他是密歇根大學的機械工程教授，也是該校W.E. Lay汽車實驗室的主任?！八袡C會做一些非常有影響力的事情——幫助我們朝著可持續(xù)發(fā)展邁出一大步?！?/span>
該研究全面地探討了藻類燃料的開發(fā)，將種植覆蓋到燃料生產(chǎn)。藻類培養(yǎng)收獲的燃料原料缺乏是開發(fā)商業(yè)上可行的藻類生物燃料的障礙。
密歇根大學的生物學教授Bradley Cardinale說,
參與該項目的密歇根大學合作研究所的生物學教授兼主任Bradley Cardinale說：“這是世界上首批從室外池塘設(shè)計可持續(xù)生物燃料原料的團隊之一。精煉燃料，使其以更清潔，更環(huán)保的方式運行柴油發(fā)動機?！?/span>
這項工作包括確定在燃料產(chǎn)量和穩(wěn)定性等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最佳性能的組合。研究人員之前發(fā)現(xiàn)，藻類物種的組合比任何單一物種都表現(xiàn)更好，充分利用了每種菌株的個體優(yōu)勢。
圖:用于研究生物柴油燃料的活微藻。
照片由Joseph Xu，來自密歇根工程學院。消息來自密歇根新聞。
優(yōu)化燃料的燃燒和排放性能
Cardinale說：“我們不是試圖通過設(shè)計一種可以優(yōu)化所有所需特性的基因優(yōu)良藻類來對抗自然。我們正在利用生態(tài)工程原理設(shè)計一套更全面的多品種藻類原料，這些原料可以同時優(yōu)化藻類生物燃料的幾種理想特性?！?/span>
“生態(tài)工程的第一個原則是沒有一個物種可以擅長一切。如果我們能夠簡單地找到具有各種所需特性的物種，我們就可以設(shè)計出量身定制的生物燃料，同時優(yōu)化多種特性?！?/span>
為了優(yōu)化燃料的燃燒和排放性能，研究人員將研究藻類的生化特性以及它們在柴油發(fā)動機的受控壓縮點火燃燒環(huán)境中的化學反應(yīng)。生物燃料將在輕型車輛發(fā)動機中進行測試，一旦確定最佳藻類組合，將在沃爾沃卡車發(fā)動機中進行測試。
可以通過諸如壓力機的機械手段或使用超聲波從藻類中提取油。每種方法都迫使油從藻類細胞壁上脫落并收集在溶劑中。當該油與酒精反應(yīng)時，可將生物柴油產(chǎn)品分離出來。
密歇根大學的研究團隊使用一種名為水熱液化的新興技術(shù)從藻類中提取石油。這是一個模擬地下產(chǎn)生石油的壓力和溫度的過程。
