รู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องจักรไฮดรอลิก

กลยุทธ์หนึ่งที่นักวิจัยกำลังสำรวจเพื่อลดการปล่อยมลพิษคือการผลิตเชื้อเพลิงหมุนเวียน เช่น เชื้อเพลิงเครื่องบินทดแทน โดยมีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอยู่แล้ว เช่น เอธานอล ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่มีต้นทุนต่ำ เผาไหม้สะอาดกว่า และมีจำหน่ายทั่วไป แต่เพื่อให้กลยุทธ์นี้ได้ผล เอทานอลจะต้องถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนก่อน ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สามารถเพิ่มต้นทุนโดยรวมได้ การศึกษาบุกเบิกที่เผยแพร่ในวันนี้เผยให้เห็นวิธีการแปลงเอทานอลแบบบูรณาการและประหยัดต้นทุนแบบใหม่ของ Vertimass สำหรับเชื้อเพลิงผสม ซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ระหว่าง 40 ถึง 96 เปอร์เซ็นต์ การค้นพบนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพแบบปล่อยทิ้งหรือแบบเปลี่ยนได้ และสามารถส่งเสริมการวิจัยเพื่อพัฒนาการใช้งานในการบิน การขนส่ง รถบรรทุกระยะไกล และรูปแบบอื่นๆ ของการขนส่งขนาดใหญ่ ทีมสหสาขาวิชาชีพที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้เป็นตัวแทนของสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรมที่หลากหลาย รวมถึงนักวิจัยจาก Argonne National Laboratory ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ตลอดจนห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติของ DOE และห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการแปลงเอทานอลโดยใช้ความก้าวหน้าล่าสุดในการเร่งปฏิกิริยาและการพัฒนากระบวนการ แตกต่างจากวิธีการดั้งเดิมที่ต้องใช้สามขั้นตอน ความก้าวหน้าใหม่ช่วยให้นักวิจัยสร้างกระบวนการแปลงที่รวมทั้งสามขั้นตอน ซึ่งเป็นมาตรการที่สามารถลดต้นทุนการแปลงและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบทั้งหมดของกระบวนการแปลงสภาพแบบขั้นตอนเดียวที่เรียกว่า Consolidated Alcohol Dehydration and Oligomerization หรือ CADO นักวิจัยได้ประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของระบบผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการวิเคราะห์วัฏจักรชีวิต นักวิจัยยังได้ประเมินผลกระทบทางเทคนิคและเศรษฐกิจของแนวทางของพวกเขาด้วย เพื่อรับมือกับกระบวนการนี้ ทีมงานหันไปหากลุ่มวิจัยที่ Argonne ซึ่งทำงานเกี่ยวกับแบบจำลองก๊าซเรือนกระจก การปล่อยก๊าซควบคุม และการใช้พลังงานในการขนส่ง (GREET) รถบรรทุก ซึ่งเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพที่จำลองการใช้พลังงานและผลลัพธ์ด้านสิ่งแวดล้อมของยานพาหนะและเชื้อเพลิงต่างๆ ระบบ แพลตฟอร์ม GREET ใช้งานโดยผู้คนเกือบ 40,000 คนทั่วโลก สามารถวิเคราะห์ยานพาหนะและ/หรือระบบเชื้อเพลิงหลายระบบ ตั้งแต่เวลาที่วัตถุดิบถูกขุดหรือสกัดจนถึงตอนที่กำจัดหรือปล่อยออกมา เพื่อคำนวณการใช้พลังงานและระดับการปล่อยมลพิษตลอด Michael Wang หัวหน้าทีม GREET ของ Argonne และหนึ่งในผู้ร่วมทีมกล่าวว่า "GREET เป็นหนึ่งในเครื่องมือเดียวที่สามารถให้ภาพที่สมบูรณ์ของผลกระทบด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมของยานพาหนะและระบบเชื้อเพลิงทั้งหมด" ผู้เขียนการศึกษา นักวิจัยของ Argonne ใช้ GREET เพื่อคำนวณวงจรชีวิตการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่ทำจากวัตถุดิบและวิธีการแปลงที่แตกต่างกัน วัตถุดิบบางส่วนหรือที่เรียกว่าวัตถุดิบตั้งต้นที่วิเคราะห์ ได้แก่ ข้าวโพดและอ้อย ซึ่งเป็นวัตถุดิบตั้งต้นรุ่นแรก เช่นเดียวกับฟางอ้อยและเตาเผาข้าวโพด ซึ่งเป็นชีวมวลที่ไม่ใช่อาหาร หรือวัตถุดิบตั้งต้นรุ่นที่สอง Pahola Thathiana Benavides นักวิเคราะห์ระบบพลังงานของ Argonne ผู้ร่วมวิจัยอีกคนกล่าวว่า "ความผันแปรของวัตถุดิบตั้งต้นที่ใช้ทำเอทานอลและเส้นทางที่ใช้ในการเปลี่ยนเอทานอล ทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระดับที่แตกต่างกัน" การวิเคราะห์ของ Wang และ Benavides แสดงให้เห็นว่าการผสมไฮโดรคาร์บอนที่ทำขึ้นโดยใช้กระบวนการแปลง CADO ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตั้งแต่ 40% ถึง 96% ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและเส้นทางการแปลง การปล่อยก๊าซเรือนกระจกลดลง 40% สำหรับเมล็ดข้าวโพด 70% ด้วยน้ำอ้อย และ 70-96% กับชีวมวลเซลลูโลส เช่น ฟางอ้อยและเตาข้าวโพด "เพื่อที่จะก้าวไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืนมากขึ้น เราต้องการเชื้อเพลิงที่สามารถสร้างมลพิษน้อยลงและมีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ" Benavides กล่าว "งานนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่น่าตื่นเต้นว่าการสร้างอนาคตนั้นเป็นไปได้"