Pedeorelha | Wie können Algen in Biokraftstoff umgewandelt werden?

Paul Sparks
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Die Verwendung von Algen als Biokraftstoff ist nicht ganz so einfach wie das Abschöpfen des grünen Materials von der Oberfläche eines Teichs und das Pumpen in unsere Gastanks. © iStockphoto.com / Jose Tejo

Ob Sie es glauben oder nicht, eines Tages können Algen mindestens einen Teil der Antwort auf unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen liefern. Die Verwendung von Algen als Biokraftstoff ist jedoch nicht ganz so einfach wie das Abschöpfen des grünen Materials von der Oberfläche eines Teichs und das Pumpen in unsere Gastanks. Wissenschaftler müssen verschiedene mechanische und chemische Methoden (oder Kombinationen aus beiden) anwenden, um Öl aus Algen zu extrahieren und es in tatsächlich lebensfähigen Kraftstoff umzuwandeln. Die gute Nachricht ist, dass die Forschung über das Grüne das Gewicht der Regierung der Vereinigten Staaten hat. Mitte 2010 versprach das US-Energieministerium, bis zu 24 Millionen US-Dollar in drei Forschungsgruppen zu investieren, um Möglichkeiten zur Kommerzialisierung von Biokraftstoffen auf Algenbasis zu prüfen [Quelle: US-Energieministerium].

Eine Sache, die Wissenschaftler nicht in Frage stellen, ist, wie man das Öl aus Algen gewinnt. Eine übliche Form der mechanischen Extraktion ist Ausdruck, in dem das Öl buchstäblich aus den Algen gepresst wird (denken Sie daran, wie Oliven gepresst werden, um Olivenöl zu extrahieren). Es gibt verschiedene Arten von Pressen, einschließlich Schrauben-, Expeller- und Kolbenkonfigurationen, und die Art der verwendeten Presse hängt von der Algenbelastung ab, da jede Belastung unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist. Sobald das Öl durch Expression aus den Algen entfernt ist, kann eine chemische Methode verwendet werden, um den Extraktionsprozess weiter fortzusetzen. Nur mit der Expressionsmethode konnten Forscher bis zu 80 Prozent des Algenöls extrahieren [Quelle: Virtuoso Biofuels].

Eine zweite Art der mechanischen Extraktion ist die Ultraschallmethode, Das ist ein schnellerer Vorgang als das Drücken. Diese Methode verwendet Ultraschallwellen, um Blasen in einem Lösungsmittel (einer Flüssigkeit, die zum Auflösen einer anderen Substanz verwendet wird) zu erzeugen. Wenn die Blasen in der Nähe der Zellwände der Algen aufbrechen, brechen die Zellwände zusammen und geben das Öl an das Lösungsmittel ab.

Obwohl sich mechanische Methoden als erfolgreich erwiesen haben, sind sie nicht die einzigen Techniken, die von Wissenschaftlern eingesetzt werden. chemische Lösungsmittel werden auch häufig verwendet, um Öl aus Algen zu extrahieren. Diese Lösungsmittel sind wirksam, können jedoch häufig gefährlich sein. Benzol, ist beispielsweise ein billiges Lösungsmittel, wird jedoch als krebserregend eingestuft, und andere chemische Lösungsmittel können ebenfalls eine Explosionsgefahr darstellen [Quelle: Oilgae].

Hexan ist ein weiteres chemisches Lösungsmittel, das allein oder in Kombination mit der Pressmethode verwendet werden kann, um das Öl von den Algen zu trennen. Bei gemeinsamer Anwendung können mit der Press- und Hexanmethode fast 95 Prozent des Ölgehalts der Algen extrahiert werden [Quelle: Oilgae]. Aber Hexan hört hier nicht auf: Es kann auch mit dem nach der Expression verbleibenden Fruchtfleisch gemischt werden, um zusätzliches Öl zu extrahieren. Andere chemische Methoden umfassen Soxhlet-Extraktion, in dem ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, um das Öl durch wiederholtes Waschen aus den Algen zu entfernen, und Extraktion überkritischer Flüssigkeiten, in dem flüssiges Kohlendioxid erhitzt und als Lösungsmittel zur Extraktion des Öls verwendet wird.

Das durch diese Verfahren extrahierte Öl wird als "grünes Rohöl"und es ist nicht bereit, als Kraftstoff verwendet zu werden, bis es einen anderen Prozess durchläuft, der als bezeichnet wird Umesterung. Dieser Schritt fügt der Mischung mehr Substanzen hinzu, einschließlich Alkohol und eines chemischen Katalysators, der bewirkt, dass der Alkohol mit dem Öl reagiert. Diese Reaktion erzeugt eine Mischung aus Biodiesel und Glycerin. Der letzte Schritt bei der Verarbeitung trennt das Glycerin von der Mischung und hinterlässt einen Biodiesel, der als Kraftstoff verwendet werden kann. Vielleicht wird es eines Tages wirklich einfach sein, grün zu sein.

Weitere großartige Links

Energieministerium: Algen-Biokraftstoffe
Technologie-Roadmap für Algen-Biokraftstoffe
Nationales Labor für erneuerbare Energien
Nationales Biodiesel-Bildungsprogramm
Biokraftstoff Digest
Oilgae

Quellen::

Brighter Energy.org. "Biotech Firm verfolgt Algenöl-Biokraftstoffe 'Holy Grail'." 8. Dezember 2010. (22. Dezember 2010) .http: //www.brighterenergy.org/20505/news/bioenergy/biotech-firm-subsidiary-pursues -algen-biokraftstoffe-heiliger-gral /
ExxonMobil. "Algen-Biokraftstoffe." (22. Dezember 2010) .http: //exxonmobil.com/corporate/energy_climate_con_vehicle_algae.aspx
Nationales Labor für erneuerbare Energien, "Lernen über erneuerbare Energien." (22. Dezember 2010) .http: //www.nrel.gov/learning/re_biofuels.html
Oilgae. "Biodiesel aus Algen." (22. Dezember 2010) .http: //www.oilgae.com/algae/oil/biod/biod.html
Oilgae. "Extraktion von Algenöl durch chemische Methoden." (22. Dezember 2010) .http: //www.oilgae.com/algae/oil/extract/che/che.html
Scientific American.com. "Ist Alge der Biokraftstoff der Zukunft?" 28. April 2009. (22. Dezember 2010) .http: //www.scientificamerican.com/article.cfm? Id = Algen-Biokraftstoff-der-Zukunft
US-Energieministerium. "Das Energieministerium kündigt 24 Millionen US-Dollar für die Algen-Biokraftstoffforschung an." 28. Juni 2010. (22. Dezember 2010) .http: //apps1.eere.energy.gov/news/daily.cfm/hp_news_id=251
Virtuose Biokraftstoffe. "Möglichkeiten der festen Trennung, Produkttrocknung und Ölextraktion", p. 20: Extraktionsoptionen. 1. März 2010. (22. Dezember 2010) .http: //www.ascension-publishing.com/BIZ/virtuoso.pdf

Wie können Algen in Biokraftstoff umgewandelt werden?

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