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。“它有機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。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量和穩(wěn)定性等領域實現(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。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。當該油與酒精反應時，可將生物柴油產品分離出來。
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從藻類中提取石油。這是一個模擬地下產生石油的壓力和溫度的過程。
