Loading...

Из ядовитого растения удалось синтезировать биотопливо
scanrail / Istock

Химики РУДН предложили новый способ производства топлива из масла ятрофы куркас — ядовитого тропического растения. Они использовали натуральные минералы и нетоксичную присадку из растительного сырья. Эффективность реакции — 85%. Топливо можно будет применять в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Результаты опубликованы в International Journal of Green Energy.

Jatropha curcas распространена во многих тропических регионах. В ее семенах много масла, но они бесполезны в сельском хозяйстве — в масле содержатся токсины, опасные для людей и животных. Но при этом состав масла ятрофы подходит для изготовления биотоплива. Одна из ключевых задач химиков в переработке этого растительного сырья — подобрать достаточно эффективные и безопасные катализаторы. Химики РУДН нашли подходящий катализатор, а также подобрали оптимальную присадку — вещество, которое улучшает полезные свойства топлива.

«В производстве биодизеля из растительных и животных жиров хорошо себя показали минеральные катализаторы со сложным химическим составом, например цеолиты — силикаты кальция и натрия. Они достаточно активны, экологичны и могут использоваться повторно. Но биотопливо, как и углеводородное, не может использоваться без улучшающих добавок — присадок», — рассказал Осман Мохамед Изелдин, аспирант кафедры физической и коллоидной химии РУДН.

Химики РУДН решили применить фурфурол как присадку для дизельного биотоплива. Его получают из растительных отходов, например опилок или соломы. Он улучшает характеристики дизельного топлива, в частности его цетановое число — показатель воспламеняемости.

Вначале исследователи получили биодизель из масла ятрофы куркас. Для этого масло смешали с втрое большим количеством метанола и добавили катализатор — минералы из группы цеолитов, в основном — томсонит. Катализатора было в 5 раз меньше, чем масла. Химики РУДН испытали и другие условия реакции, но наибольший выход биотоплива — до 85% в составе продуктов реакции — получился именно при таком соотношении реагентов и температуре 75 °C.

Главной частью эксперимента стал подбор оптимального количества фурфурола для улучшения характеристик биотоплива. Химики РУДН смешивали биодизель и присадку в равных количествах. В других вариантах использовали вдвое больше присадки, чем топлива, и наоборот. Оказалось, что самое высокое цетановое число — 64,1 — у топлива с 66,6% фурфурола в составе. Это на 4,3 единицы выше, чем у биотоплива без фурфурола. В таком соотношении присадка удаляет из биодизеля все соединения, которые ухудшают воспламеняемость, например спирты и карбонильные соединения. Достигнутые характеристики биотоплива из ятрофы куркас позволяют в перспективе использовать его в двигателях внутреннего сгорания.

«Присадка снизила содержание в биодизеле алюминия, натрия, магния, калия, железа и других веществ, которые образуют золу — несгораемый твердый остаток топлива. Это не только улучшает характеристики топлива, но снизит риск износа двигателя. При этом фурфурол — стабильная при высоких температурах, экологичная в производстве и применении присадка. Мы продолжим эксперименты по улучшению дизельного топлива с этим веществом», — прокомментировала кандидат химических наук Татьяна Шешко, руководитель Лаборатории адсорбции и катализа РУДН.