Thực vật - 'dầu hỏa' kiểu mới cho xe hơi

Dầu diesel chạy xe của bạn tương lai có thể được khai thác từ thực vật chứ không phải từ các giếng dầu. Triển vọng này có được là nhờ phát minh mới đây của các nhà hoá học, biến thân cây thành hydrocarbon hữu ích.

Đốt gỗ thường được xem là giải pháp thân thiện với môi trường hơn đốt dầu. Mặc dù CO2 mà chúng tạo ra là một khí nhà kính, góp phần làm trái đất nóng lên, song về lý thuyết chúng có thể được thực vật hấp thu lại trong những năm sau đó.

Cách dễ nhất để thu năng lượng từ thực vật là đốt chúng, và chuyển nhiệt thành điện năng. Cách này tuy tốt đối với các nhà máy điện cố định, song lại quá dở đối với xe di động. Còn các xe chạy điện phải được nạp điện thường xuyên, điều đó khiến chúng không phù hợp để chạy đường dài.

Ý tưởng tốt hơn là chuyển hoá thân cây thành một thứ nhiên liệu mà xe có thể dùng trực tiếp. Công nghệ này từng được áp dụng với các axit béo trong dầu thực vật. Song thành phần này chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ của cây, do vậy hiệu quả thực tiễn không cao. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sản xuất nhiên liệu từ carbonhydrate - vật chất tạo nên 75% khối lượng khô của thực vật, cho hiệu quả sử dụng cao hơn nhiều.

James Dumesic, tác giả - một nhà hoá học từ Đại học Wisconsin, Madison (Mỹ) và cộng sự cho biết, dầu sản xuất từ thực vật giống như dầu diesel truyền thống, vì thế nó có thể được bán qua kênh phân phối hiện hành. Nó trở nên dễ sử dụng hơn các loại nhiên liệu sạch khác, chẳng hạn hydro, vì hydro cần có hệ thống bơm và trữ liệu hoàn toàn khác.

Carbonhydrates từng được xem là một nguồn nhiên liệu đắt đỏ. Chẳng hạn glucose có thể được lên men thành ethanol và bổ sung vào dầu hoả. Song quá trình này rất kém hiệu quả, chủ yếu do phải tốn năng lượng để đun sôi nhằm tách ethanol khỏi nước ở cuối giai đoạn lên men.

Nhóm của Dumesic cho rằng có thể tránh quá trình tiêu hao năng lượng này nếu carbonhydrate được chuyển trực tiếp thành các hydrocarbon mạch dài - thành phần của dầu diesel. Vì dầu và nước không trộn với nhau, nên phần hydrocarbon đó sẽ nổi lên mặt, nơi chúng dễ dàng được hút ra.

Đầu tiên, các nhà hoá học sử dụng chất xúc tác platinum để buộc carbonhydrate (chứa 5 hoặc 6 nguyên tử carbon) phản ứng với khí hydro. Tiếp đó, chất xúc tác nền magie sẽ gắn các phân tử này với nhau, tạo ra mạch carbon dài hơn trước khi hình thành dầu diesel. Thêm hydro áp lực cao, và loại bỏ những nguyên tử ôxy còn sót lại, vật liệu thu được chính là dầu thành phẩm.

Nếu quá trình này có thể thu gọn lại, nó hoàn toàn có thể đánh bại việc sản xuất ethanol thương mại hiện nay, Dumesic nói.

Thách thức tiếp theo là tìm ra cách để chiết xuất được tất cả carbonhydrate quan trọng khỏi thực vật. Hiện tại, nhóm nghiên cứu sử dụng carbonhydrate nguyên chất trong những thử nghiệm, và theo Dumesic, thực vật có thể phải được sơ chế qua những quy trình khắc nghiệt nhằm loại bỏ những hoá chất không mong muốn, trước khi có được carbonhydrate.

T. An (theo Nature)

Dầu diesel từ thành phần thực vật

10:40' 07/06/2005 (GMT+7)

Các nhà khoa học Mỹ vừa tìm ra phương pháp mới chế tạo chất lỏng tương tự dầu diesel từ thành phần thực vật... Quy trình chế tạo chất lỏng tương tự dầu diesel từ thành phần thực vật Trong bài viết trên tạp chí Journal Science, giáo sư James Steenbock Dumesic trường đại học Wisconsin Madison, Hoa Kỳ (UW-Madison) và các đồng nghiệp đã công bố chi tiết bốn giai đoạn xúc tác phản ứng mà hạt ngũ cốc và các nguyên liệu nguồn gốc chứa nhiều carbonhydrate có thể được biến đổi sang dạng chất lỏng hóa học alkanes không chứa lưu huỳnh tạo nên chất phụ gia lý tưởng cho phương tiện vận chuyển chạy dầu diesel. Cùng nghiên cứu có cả các kỹ sư hóa học và các sinh viên tốt nghiệp ngành sinh vật học. Theo kỹ sư Huber, đây là một quá trình rất hiệu quả. Nhiên liệu sản xuất được chứa 90% năng lượng có trong nguồn nguyên liệu chứa carbonhydrate và hydro. Trong phương pháp chế tạo trên, lượng chất lỏng alkalne cần có tự động được tách ra khỏi nước mà không cần phải đun hay chưng cất. Kết quả, chất dầu diesel từ thực vật này có thể cung cấp cho ta nguồn năng lượng gấp đôi nguồn năng lượng cần thiết để tạo ra nó... Lợi điểm nữa của phương pháp trên là có thể sử dụng nguồn nguyên liệu rộng rãi tử thực vật. Kỹ sư Huber nói, chi phí cung cấp nhiên liệu sinh học hiện nay có thể bằng hoặc rẻ hơn chi phí dự trữ nhiên liệu xăng dầu. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng chỉ kết luận một cách khiêm tốn: "Đây là bước đầu cho thấy một cách sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu sinh học". Trong thực tế, từ những thành tựu trong phòng thí nghiệm để đi đến ứng dụng vào cuộc sống một cách hiệu quả, còn là cả một bước dài... Thục Đoan (Tổng hợp từ Nhân Dân và Journal Science)