Запитаня для самоперевірки

1. Охарактеризуйте біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу.

2. Охарактеризуйте можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біопалива.

3. Зазначте технологічні особливості процесу виробництва біодизелю з використанням мікроводоростей.

4. Охарактеризуйте мікроводорості як біологічні агенти біоенергетики.

8. Біоводень як перспективний вид біопалива

Біоводень – газоподібний різновид біопалива, яке розглядають як найекологічніший енергоносій, як паливо третього покоління.

Реакція розкладання водню супроводжується виділенням великої кількості енергії:

Н₂ + 0,5О₂ = Н₂О + 285,8 кДж/моль

При цьому не відбувається забруднення атмосфери, тому що в результаті реакції утворюються тільки пари води.

Основною проблемою використання водню є його зберігання на борту енергетичного засобу, тому пропонується зберігати його у вигляді стисненого газу або зрідженого водню, а також використовувати у вигляді гідридів металів або інших носіїв водню.

Донедавна для зберігання водню використовували спресовану бороводневу сполуку аміаку з хімічною формулою H₃NBH₃ (боран, Ammonіa borane) - твердий матеріал, здатний поглинути й віддати від 30 до 50% водню щодо своєї маси. Але, якщо процес вилучення водню з борану не пов'язаний зі значними енергетичними витратами, то процес повторного насичення борану воднем вимагає великої кількості енергії, роблячи весь процес економічно невигідним.

Учені з США (Національна Лабораторія Лос-Аламоса й Університету Алабами) розробили принципово нову хімічну сполуку для зберігання водню. Вона заснована на борані, але містить як добавку полімер поліборазилен (polyborazylene), що надає речовині зовсім нових властивостей. Для насичення цієї речовини воднем не потрібно великої кількості енергії, що дозволить створити на його основі водневий паливний бак. За попередніми розрахунками, для забезпечення пробігу автомобіля довжиною 480 кілометрів, буде потрібно водневий бак з об’ємом, приблизно однаковим з об’ємом звичайного, бензинового, паливного бака.

8.1. Біотехнологічні способи одержання водню

Хімічний і електрохімічний способи отримання Н₂ неекономічні. Біоводень (biohydrogen) одержують:

• біохімічним шляхом з біобутанолом бутилового або ацетонобутилового зброджування біомаси технічних рослин ;

• термолізом біомаси деревини;

• ріформінгом біогазу;

• шляхом фотолізу біомасою водоростей.

Термохімічний метод. Біоводень можна одержувати термомеханічним способом з відходів деревини, однак собівартість цього методу поки занадто висока. За термохімічним методом біомасу нагрівають без доступу кисню до температури 500-800 °С (для відходів деревини), яка є набагато нижчою за температуру процесу газифікації вугілля. В результаті процесу виділяється Н₂, CO і СО₂». Собівартість процесу - 5-7$ за кілограм водню, і її планують у майбутньому знизити до 1,0-3,0$.

Переробка біогазу. Водень можна отримувати ріформінгом біогазу або лендфіл-газу. Спосіб вимагає великих затрат енергії та (або) коштовних каталізаторів, ретельної підготовки вихідних газів (рис. 8.1)

Р ис. 8.1. Схема одержання водню шляхом ріформінгу біогазу