V současnosti rozšířené varianty pohonných látek z živé hmoty mají tolik vad, že jejich budoucnost je více než nejistá. Největší slabinou je efektivita jejich výroby. I když se v poslední době zlepšuje, podle některých odborníků pěstitelé ještě nyní projezdí při pěstování kukuřice na zelený benzin více paliva, než kolik vypěstují.
Zastánci etanolu s tím nesouhlasí, ale ani oni netvrdí, že by energetický zisk byl velký. Za použití současných metod nemá země dost orné půdy, aby uživila nás i naše auta.
Ale vzhledem k rostoucí důležitosti otázky zelených paliv pro společnost není divu, že na celém světě řada týmů pracuje na nápravě. Mluví se o „druhé generaci“ zelených paliv, která by i z ekologického hlediska měla být výrazněji zisková - tedy měli bychom z nich získat podstatně více energie, než kolik do nich vložíme. Ropu nenahradí, ale snad alespoň omezí závislost na fosilních palivech.
Jaké „zelené“ pohonné hmoty bychom v budoucnosti měli používat, zatím není jasné. Dnes hojně skloňovaný etanol není zrovna ideální pohonná látka, i když je k zemské atmosféře šetrnější než tradiční nafta či benzin. Etanol má nízkou energetickou hustotu. Litr etanolu vydá při spalování o 30 procent méně energie než stejný objem benzinu. Jeho bod varu je poměrně nízký a v horkém počasí se tedy snadno vypařuje. Problémem je i to, že je tzv. hygroskopický, tedy dobře váže vodu, která palivovou směs znehodnocuje.
Jak ale získat za etanol náhradu? K jeho výrobě se dnes používá kvašení, tedy služeb mikroorganismů. Jejich enzymy rozloží nejprve rostlinnou hmotu na jednoduché cukry (konkrétně glukózu), které se pak dalším kvašením mění až na etanol.
Metoda je to na průmyslové podmínky poněkud zdlouhavá, ale výhodnější než termochemická metoda, která se používá k výrobě syntetického paliva.
Tento starší postup spočíval v rozložení velmi dlouhých řetězců rostlinných škrobů na směs vodíku a oxidu uhelnatého a pak jejich opětovném spojení za přítomnosti katalyzátoru na takové uhlíkové sloučeniny, které lze využít jako palivo. Používal se například v Německu za druhé světové války.
Ani jedna z metod zatím není příliš výhodná, tak se je Dumesic s kolegy pokusil zkombinovat, aby vyvážil jejich nedostatky. Služeb kvasnic využívá při rozkladu škrobů na jednodušší cukry. Jím navrhovaný proces ale místo glukózy pracuje s fruktózou, tedy ovocným cukrem. „Bylo by lepší, kdybychom dokázali využít glukózu, které je v rostlinách více, ale to je věc dalšího vývoje,“ přiznal Dumesic v rozhovoru pro časopis Nature.
A od té chvíle Dumesicova metoda přeřadí na termochemickou kolej: za použití katalyzátoru z tohoto cukru vznikne sloučenina HMF, která má široké využití ve výrobě plastů a je sama o sobě žádanou komoditou. Nakonec další katalytickou reakcí dojde ke vzniku konečného produktu: dimetylfuranu, zkráceně DMF. „Kroků do cíle je hodně, ale stojí to za to,“ tvrdí Dumesic.
DMF je totiž sloučenina, která odstraňuje všechny hlavní vady etanolu: při spalování uvolní stejně energie jako nafta, není tak těkavá a nemísí se s vodou.
Zatím je proces dosti drahý, ale Dumesic se domnívá, že zkušenosti ropného průmyslu s katalýzou ve velkém měřítku ho brzy umožní zlevnit. Omezení fermentace by proces proti výrobě etanolu zrychlilo (snad až stokrát), což by se mělo také příznivě projevit na nákladech.
Zastánci etanolu s tím nesouhlasí, ale ani oni netvrdí, že by energetický zisk byl velký. Za použití současných metod nemá země dost orné půdy, aby uživila nás i naše auta.
Ale vzhledem k rostoucí důležitosti otázky zelených paliv pro společnost není divu, že na celém světě řada týmů pracuje na nápravě. Mluví se o „druhé generaci“ zelených paliv, která by i z ekologického hlediska měla být výrazněji zisková - tedy měli bychom z nich získat podstatně více energie, než kolik do nich vložíme. Ropu nenahradí, ale snad alespoň omezí závislost na fosilních palivech.
Jaké „zelené“ pohonné hmoty bychom v budoucnosti měli používat, zatím není jasné. Dnes hojně skloňovaný etanol není zrovna ideální pohonná látka, i když je k zemské atmosféře šetrnější než tradiční nafta či benzin. Etanol má nízkou energetickou hustotu. Litr etanolu vydá při spalování o 30 procent méně energie než stejný objem benzinu. Jeho bod varu je poměrně nízký a v horkém počasí se tedy snadno vypařuje. Problémem je i to, že je tzv. hygroskopický, tedy dobře váže vodu, která palivovou směs znehodnocuje.
Jak ale získat za etanol náhradu? K jeho výrobě se dnes používá kvašení, tedy služeb mikroorganismů. Jejich enzymy rozloží nejprve rostlinnou hmotu na jednoduché cukry (konkrétně glukózu), které se pak dalším kvašením mění až na etanol.
Metoda je to na průmyslové podmínky poněkud zdlouhavá, ale výhodnější než termochemická metoda, která se používá k výrobě syntetického paliva.
Tento starší postup spočíval v rozložení velmi dlouhých řetězců rostlinných škrobů na směs vodíku a oxidu uhelnatého a pak jejich opětovném spojení za přítomnosti katalyzátoru na takové uhlíkové sloučeniny, které lze využít jako palivo. Používal se například v Německu za druhé světové války.
Ani jedna z metod zatím není příliš výhodná, tak se je Dumesic s kolegy pokusil zkombinovat, aby vyvážil jejich nedostatky. Služeb kvasnic využívá při rozkladu škrobů na jednodušší cukry. Jím navrhovaný proces ale místo glukózy pracuje s fruktózou, tedy ovocným cukrem. „Bylo by lepší, kdybychom dokázali využít glukózu, které je v rostlinách více, ale to je věc dalšího vývoje,“ přiznal Dumesic v rozhovoru pro časopis Nature.
A od té chvíle Dumesicova metoda přeřadí na termochemickou kolej: za použití katalyzátoru z tohoto cukru vznikne sloučenina HMF, která má široké využití ve výrobě plastů a je sama o sobě žádanou komoditou. Nakonec další katalytickou reakcí dojde ke vzniku konečného produktu: dimetylfuranu, zkráceně DMF. „Kroků do cíle je hodně, ale stojí to za to,“ tvrdí Dumesic.
DMF je totiž sloučenina, která odstraňuje všechny hlavní vady etanolu: při spalování uvolní stejně energie jako nafta, není tak těkavá a nemísí se s vodou.
Zatím je proces dosti drahý, ale Dumesic se domnívá, že zkušenosti ropného průmyslu s katalýzou ve velkém měřítku ho brzy umožní zlevnit. Omezení fermentace by proces proti výrobě etanolu zrychlilo (snad až stokrát), což by se mělo také příznivě projevit na nákladech.
