Уголь заменит нефть?

Исследователи из университета Северной Каролины и университета Ратджерса (Нью-Джерси) установили, что двухфазный каталитический процесс делает метод получения альтернативного топлива из угля и другого углеродосодержащего сырья более эффективным, сообщает TerraDaily.

По мнению многих специалистов, когда иссякнет нефть, уголь будет служить основным источником топлива до тех пор, пока ученые не создадут эффективные установки для использования энергии солнца или водородные двигатели. Создание дизельного топлива на основе угля считается наиболее коммерчески привлекательным, поскольку дизельные машины эффективнее, чем потребляющие бензин.

Метод Фишера-Тропча (Fischer-Tropsch) для производства синтетического жидкого топлива из бурых и каменных углей или сланцев применяется с 1920-х годов. Сегодня топливо, полученное по этой технологии, используется для заправки большинства машин в Южной Африке. Американские корпорации также заинтересованы в использовании этого вида горючего, поскольку оно содержит мало вредных примесей и является экологически чистым - его даже называют «зеленым топливом».

Себестоимость производства этого вида топлива до сегодняшнего дня считалась недопустимо высокой. «Но сейчас, когда цены на нефть стремительно растут, процесс производства жидкого топлива из угля может стать вполне конкурентоспособным», – полагает Морис Брукхарт (Maurice Brookhart), профессор химии из университета Северной Каролины и один из соавторов исследований, ведущихся под руководством профессора Алана С. Голдмана (Alan S. Goldman) из университета Ратджерса.

В результате реакции Фишера-Тропча образуются насыщенные алифатические углеводороды, называемые алканами (парафинами). Метан и этан – примеры таких соединений. Некоторые из полученных алканов могут использоваться в качестве топлива, другие имеют слишком малый молекулярный вес, что делает их непригодными для этих целей.

«Разработанная нами технология позволяет преобразовывать больше остаточных продуктов данной реакции в дизельное топливо», – говорит проф. Брукхарт. С помощью системы двойного катализа повышается молекулярная масса алканов за счет увеличения числа атомов углерода в молекулярной цепи с 4–9 до 10–19, что соответствует дизельному топливу. Первый катализатор удаляет водород, преобразовывая алкан в новое соединение, имеющее двойные связи между атомами углерода. Второй катализатор «перемешивает» связи углерода, создавая составы с большими молекулярными массами. После этого первый катализатор возвращает водородные атомы в перестроенные молекулы, формируя алканы, которые можно использовать в качестве топлива.

В настоящее время процесс, называемый гидрокрекингом, используется для преобразования тяжелых углеводородных фракций в более легкие соединения, но селективность данной реакции невелика.

«Наша система катализаторов может комбинировать очень легкие алканы с тяжелыми, в результате чего образуются соединения со средним молекулярным весом, соответствующим дизельному топливу, – объясняет проф. Брукхарт. – Таким образом, снижается количество остаточных продуктов, и исходное сырье используется более эффективно».

Однако для использования полученных результатов в промышленном производстве потребуются еще значительные усовершенствования системы катализаторов.