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Getti a carbone
I ricercatori hanno alimentato un motore a reazione turboalbero, il tipo utilizzato per azionare i rotori degli elicotteri, con un carburante a base di carbone che potrebbe eventualmente sostituire i carburanti per jet militari e commerciali, afferma Harold Schobert , direttore dell'Energy Institute della Pennsylvania State University. Il successo dello sviluppo del carburante a base di carbone, che è stato descritto questa settimana all'incontro dell'American Chemical Society ad Atlanta, potrebbe essere utilizzato anche nei motori diesel e nelle celle a combustibile, afferma Schobert.
Gli aerei a carbone non sono nuovi: la Germania ha utilizzato combustibili derivati dal carbone per alimentare gli aerei nella seconda guerra mondiale. Ma l'alto costo della costruzione di impianti di produzione per trasformare il carbone in combustibile liquido ha impedito l'uso diffuso della tecnologia. Ora Schobert e colleghi hanno sviluppato un modo per produrre carburante per aerei contenente fino al 75% di prodotti di carbone utilizzando raffinerie di petrolio esistenti, eliminando la necessità di costruire nuovi costosi impianti e rendendo potenzialmente il carburante derivato dal carbone un'alternativa economicamente praticabile al petrolio.
Nella formulazione attuale ciò sposterebbe metà del petrolio, che è molto vicino alla frazione di petrolio che importiamo. Abbiamo effettivamente testato, su scala ridotta, il 75% di sostituzione, con successo, afferma Schobert.
Il carbone, il più economico dei combustibili fossili, che ha anche i prezzi più stabili, è abbondante negli Stati Uniti. John Grasser, un portavoce del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, cita le stime che la quantità di carbone recuperabile nel paese è sufficiente per 250-300 anni. Si sente molto parlare di rinnovabili, e certamente le rinnovabili hanno un ruolo da svolgere nel renderci autosufficienti, afferma Grasser. Ma non avranno un impatto sul petrolio in arrivo. Dovrai prendere qualcosa come il carbone, che abbiamo qui in enormi quantità, e trasformarlo in un componente del petrolio.
Oltre a ridurre la dipendenza dal petrolio, il nuovo carburante potrebbe, infatti, avere anche benefici per i velivoli avanzati. Gli aerei militari ad alte prestazioni di oggi generano molto calore, che può danneggiare l'idraulica e l'elettronica, afferma Schobert. Di conseguenza, gli ingegneri progettano questi aerei per utilizzare il carburante di bordo come dissipatore di calore. Poiché i combustibili assorbono calore, tuttavia, possono iniziare a rompersi, il che può portare a depositi di carbonio che ostruiscono le linee del carburante e gli ugelli. I futuri aerei avanzati potrebbero generare ancora più calore, troppo da gestire per i combustibili di oggi. Schobert e colleghi hanno testato metodicamente circa 50 composti per scoprirne di termicamente stabili e il migliore, hanno scoperto, potrebbe essere facilmente ottenuto dal carbone. Il loro carburante può sopportare temperature di circa 600 gradi Fahrenheit (315 gradi Celsius), superiori a quelle dei combustibili odierni.
Schobert ei suoi colleghi producono il combustibile utilizzando olio di carbone raffinato, che è un sottoprodotto della produzione di coke; il sottoprodotto viene miscelato in una raffineria di petrolio con un prodotto del petrolio greggio chiamato olio a ciclo leggero. Questo mix viene quindi idrogenato utilizzando apparecchiature già esistenti nelle raffinerie e quindi distillato in vari prodotti, principalmente carburante diesel e carburante per aerei (circa il 40 percento di ciascuno), nonché benzina e olio da riscaldamento.
Altri potenziali vantaggi del carburante a base di carbone: può sostituire i tre o quattro diversi carburanti utilizzati dai militari per aerei e missili e lo stesso carburante può essere utilizzato nei motori diesel se tali motori vengono leggermente modificati. Il carburante potrebbe anche essere utilizzato senza modifiche in celle a combustibile fisse ad alta temperatura per la generazione di elettricità, afferma Schobert.
Ma rimangono ostacoli significativi prima che il carburante possa vedere un uso diffuso. Finora ne sono stati prodotti solo 500 galloni, troppo poco per valutare i costi di produzione, afferma Schobert. Tuttavia, sospetta che il combustibile a base di carbone possa competere con altri combustibili.
Un problema relativo ai costi, tuttavia, è che l'offerta di olio di carbone raffinato utilizzato nel processo attuale è limitata e i suoi prezzi probabilmente aumenterebbero bruscamente con l'aumento della domanda. Francamente, probabilmente assorbiremmo l'intero mercato dei sottoprodotti, e le persone che vendono quei prodotti chimici non sono drogati, dice Schobert; sanno cosa potrebbero fare al prezzo in quelle circostanze. Schobert sta ora lavorando su altri metodi per produrre il carburante utilizzando i prodotti della raffineria di petrolio.
Prima che l'economia del processo possa essere valutata, il carburante avrà bisogno di una produzione significativa - probabilmente intorno ai 50.000 barili, stima Schobert, che potrebbe costare decine di milioni di dollari. Spera di raccogliere fondi per la corsa di prova dal settore privato. A tal fine sta organizzando un vertice questa primavera per riunire parti come produttori di motori e compagnie petrolifere. Schobert spera anche che le compagnie aeree siano interessate: non hanno bisogno della stabilità termica superiore di questo carburante, ma ciò di cui hanno bisogno è una fonte affidabile di carburante a un livello di prezzo abbastanza stabile.
Se i soldi per una corsa del genere si uniscono, rimane ancora un passo importante. Mentre hanno testato il carburante in un motore a reazione fermo, alla fine, qualcuno deve metterlo su un aereo e farlo volare, dice Schobert.