Biyokütleden sıvıya

Biyokütleden sıvıya ( BtL veya BMtL ), termokimyasal bir yolla biyokütleden yapılmış sentetik hidrokarbon yakıtların üretilmesi için çok aşamalı bir işlemdir.^[1] Böyle yakıtlara grassolin denir.

Ana işlemi

ABD Tarım Bakanlığı ve Enerji Bakanlığı tarafından yapılan bir araştırmaya göre, ABD her yıl en az 1,3 milyar ton selülozik biyokütle üretebilir (gıda, hayvan yemi ya da ihracat için gerekli biyokütle hariç).

Fischer – Tropsch işlemi

Fischer – Tropsch işlemi, gazlaştırılmış biyokütleden senkron yakıtlar üretmek için kullanılır. Karbonlu malzeme gazlaştırılır ve bu gaz, saflaştırılmış syngaz (bir karbon monoksit ve hidrojen karışımı) yapmak için işlenir. Fischer – Tropsch işlemi, oluşan syngazı dizel- aralığındaki hidrokarbonlara polimerize eder. Biyodizel ve biyo-etanol üretimi şu ana kadar sadece bir bitkinin parçalarını, yani yağ, şeker, nişasta veya selüloz kullanırken, BtL üretimi tüm bitkiyi gazlaştırabilir ve kullanabilir.

Flaş pirolizi

Flaş piroliz, 350-550 °C arasındaki sıcaklıklarda (maruziyet süresi <1 saniye) biyo-yağ ( piroliz yağı ), kömür ve gaz üretir. Yöntem susuz piroliz olarak da adlandırılır.

Katalitik hızlı piroliz

Katalitik hızlı piroliz, selülozun sıvı bir biyoyakıt haline getirildiği hızlı bir işlemdir. Bu yaklaşımda selüloz, oksijen moleküllerini parçalamak için bir bölmede bir saniyeden daha kısa sürede 500 dereceye kadar ısıtılır. Katalizör, oksijen bağlarını ortadan kaldıran ve karbon halkaları oluşturan kimyasal reaksiyonlar gerçekleştirir. Reaksiyon gerçekleştikten sonra su, karbon dioksit ve karbon monoksit ile birlikte yakıt oluşur.

AFEX tedavisi

Amonyak Fiber Genleşmesi (AFEX: The Ammonia Fiber Expansion) ön işlemi, sıcak konsantre halde 15 M amonyak, şeker moleküllerini, selülozu ve hemiselülozu- önemli ölçüde enzimlerden daha verimli bir şekilde- parçalamak için kullanılır. Daha sonra, hızlı basınç tahliyesi ortamı soğutur ve işlemi sonlandırır. Sonuç ise yüksek verimle az miktarda biyokütle bozunmasıdır. Bu işlem, Michigan Eyalet Üniversitesi profesörü Bruce Dale tarafından patentlendi.^[2] AFEX genellikle bir adımda yapılır ve bu da diğer işlemlerden daha verimli olmasını sağlar.

AFEX İşlemi Koşulları^[3]

Basınç : 20–30 atm
Sıcaklık: 70–140 C
Maruziyet süresi: 5-10 dakika
Amonyak: biyokütle yüklemesi: ağırlıkça 0,3 - 2,0 ila 1(w/w)
Su : biyokütle içeriği: ağırlıkça 0.2 - 2.5 ila 1 (w/w)

Katalitik depolimerizasyon

Katalitik depolimerizasyon, kullanılabilir dizel yakıtı hidrokarbon atıklarından ayırmak için ısı ve katalizörlerin kullanılmasıdır.

Bölgesel Biyokütle İşleme Merkezi

Bölgesel Biyokütle İşleme Merkezi, AFEX ile işlenmiş biyokütlenin biyolojik rafinerilere, çiftliklere ve ormanlara ve hayvan besleyicilerine yönlrdirilebileceğii kavramsal bir yerdir. Bu yer, hayvanlar ve biyoyakıt üretimi için selülozik biyokütlenin değerini artıracak VE, daha kolay taşıma için biyokütlenin yoğunluğunu azaltacak, sözleşme sorunlarını basitleştirecek ve biyoyakıtlar için arazi kullanımını artıracaktır.

İşlem, karbon dioksit dengesini iyileştirmek ve verimi artırmak için tüm bitkiyi kullanır.

Potansiyel enerji otları

Bitki materyali hem enerji hem de kütle bazında petrolden daha ucuzdur ve bazı bitki materyalleri enerji otları olma potansiyeline sahiptir.

Dallı darı

Dallı darı, Kuzey Amerika'ya özgü, sıcak havalarda doğal olarak büyüyen geniş adaptasyon kabiliyeti ve kolay çimlenme özelliğine sahip bir demet otudur. Diğer enerji mahsullerine kıyasla düşük bir nispi verime sahiptir.^[3]

Süpürge darısı

Sorgum çoğunlukla tropik bölgelerde, sıcak iklimlerde yetiştirilmektedir. Sorgum enerji ot olma potansiyeline sahiptir, çünkü düşük su kullanımı gerektirir ve yüksek verim sağlayabilir. Bununla birlikte, sorgum yıllık bir ekime sahiptir ve bir bölgeye yerleştirilmesi zordur. Ayrıca gübre ve böcek ilaçlarına çok fazla ihtiyaç duyar.^[3]

Miscanthus

Miscanthus, Afrika ve Güney Asya'nın tropikal bölgelerine özgüdür. Miscanthus 3,5 metreye kadar büyüyebilir ve 1980'lerden beri biyoyakıt kaynağı olarak denenmiştir. Miscanthus kullanmanın faydaları, iki yıldan fazla yaşayabilmesi ve ekstra sulama, gübre ve böcek ilacı ihtiyacının yüksek seviyede olmamasıdır. Miscanthus ile ilgili sorunlar, bir bölgeye yerleştirilmesi gereken zamandan kaynaklanmaktadır.^[3]

Grassolin

Grassolin, 1991 yılında Bruce Dale'nin lisansüstü öğrencilerinden Matthew Scoggins tarafından bitki materyali alma ve petrole dönüştürme fikrini yakalamak için kullanılan bir terimdir.^[4]

Kaynakça

^ "Biomass to liquid term". 13 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.
^ "AFEX Pre-treatment Process Can Reduce Cost of Cellulosic Ethanol". 2 Şubat 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.
^ ^a ^b ^c ^d "GRASSOLINE IN YOUR TANK: WHY CELLULOSIC ETHANOL IS NEARER THAN YOU THINK" (PDF). 13 Kasım 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Kasım 2013. Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "Grassoline in your Tank: Why Cellulosic Ethanol is Nearer than you Think" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: Kaynak gösterme)
^ Schmuhl (2 Aralık 2009). "'Grassoline' is the future for spotlighted LDS scientists". Mormon Times. 2 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.

Khodakov (2007). "Advances in the Development of Novel Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts for Synthesis of Long-Chain Hydrocarbons and Clean Fuels". Chemical Reviews. 107 (5). ss. 1692-1744.

Dış bağlantılar

EUROBIOREF : European Multilevel Integrated Biorefinery Design for Sustainable Biomass Processing 4 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
SWAFEA : Sustainable Way for Alternative Fuels and Energy for Aviation 9 Ağustos 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
"Synthetic Diesel May Play a Significant Role as Renewable Fuel in Germany" at USDA FAS website
Enzymatic Hydrolysis at DOE EERE website
NSF article on the work of Huber and others towards plant based fuel 2 Şubat 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1] "Biomass to liquid term". 13 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.

[2] "AFEX Pre-treatment Process Can Reduce Cost of Cellulosic Ethanol". 2 Şubat 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.

[Grassoline_in_your_Tank:_Why_Cellulosic_Ethanol_is_Nearer_than_you_Think-3] "GRASSOLINE IN YOUR TANK: WHY CELLULOSIC ETHANOL IS NEARER THAN YOU THINK" (PDF). 13 Kasım 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Kasım 2013. Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "Grassoline in your Tank: Why Cellulosic Ethanol is Nearer than you Think" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: Kaynak gösterme)

[4] Schmuhl (2 Aralık 2009). "'Grassoline' is the future for spotlighted LDS scientists". Mormon Times. 2 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2020.

[1]

[2]

[3]

[4]