Alkoholkraftstoff

Im Laufe der Geschichte hat Alkohol als Kraftstoff verwendet. Die ersten vier aliphatische Alkohole sind von Interesse als Brennstoffe, weil sie chemisch oder biologisch synthetisiert werden, und sie Eigenschaften, die sie in Verbrennungsmotoren verwendet werden, zu ermöglichen. Die allgemeine chemische Formel für Alkoholkraftstoff ist CnH2n + 1OH.

Die meisten Methanol aus Erdgas gewonnen, obwohl es aus Biomasse mit sehr ähnlichen chemischen Verfahren hergestellt werden. Ethanol wird häufig aus biologischem Material durch Fermentationsprozesse hergestellt. Allerdings sollte Ethanol, das aus Erdöl gewonnen wird nicht als sicher für den Verzehr, da die Mischung etwa 5% Methanol und kann Blindheit oder Tod verursachen. Biobutanol hat den Vorteil, in Verbrennungsmotoren dadurch gekennzeichnet, dass seine Energiedichte liegt näher an Benzin als die einfacheren Alkoholen; jedoch biobutanol gegenwärtig schwieriger herzustellen als Ethanol oder Methanol. Wenn aus biologischen Materialien und / oder biologische Verfahren, werden sie als Bioalkoholen bekannt. Es gibt keinen chemischen Unterschied zwischen biologisch hergestellte und chemisch hergestellte Alkohole.

Ein Vorteil von den vier großen Alkoholkraftstoffe Shared ist ihr hoher Oktanzahl. Dieser neigt dazu, ihre Kraftstoffeffizienz zu erhöhen und weitgehend kompensiert die geringere Energiedichte der Fahrzeugalkoholkraftstoffe, was zu vergleichbaren "Kraftstoffverbrauch" in Bezug auf die Entfernung pro Volumenmessdaten, wie beispielsweise Kilometer pro Liter oder Meilen pro Gallone.

Methanol und Ethanol,

Methanol und Ethanol, können sowohl aus fossilen Brennstoffen, Biomasse, oder vielleicht einfach abgeleitet werden aus Kohlendioxid und Wasser. Ethanol wurde am häufigsten durch Fermentation von Zucker hergestellt wurde, und Methanol wurde am häufigsten aus Synthesegas hergestellt, aber es gibt mehrere Möglichkeiten, diese modernen Kraftstoffen erhalten. Enzyme können anstelle der Fermentation verwendet werden. Methanol ist das einfachere Molekül und Ethanol aus Methanol erfolgen. Methanol industriell von nahezu jedem Biomasse einschließlich Tierabfällen oder aus Kohlendioxid und Wasser oder Wasserdampf, indem man zunächst die Biomasse, um Gas in einem Vergaser Synthese hergestellt werden. Es kann auch in einem Labor mittels Elektrolyse oder Enzymen hergestellt werden.

Als Brennstoff, Methanol und Ethanol beide haben Vor- und Nachteile gegenüber Kraftstoffen wie Benzin und Diesel. In Ottomotoren können beide Alkohole mit einer viel höheren Abgasrückführraten und mit höherer Kompressionsraten laufen. Beide Alkohole eine hohe Oktanzahl, mit Ethanol bei 109 RON, MON 90 und Methanol bei 109 RON, 89 Mann. Beachten Sie, dass AKI bezieht sich auf "Klopffestigkeit", die Durchschnittswerte der RON und MON Bewertungen / 2 und wird auf US-Tankstelle-Pumpen verwendet. Ordinary Europäischen Benzin ist in der Regel 95 RON, MON 85, gleich 90 AKI. Als ein Motor mit Kompressionszündung Kraftstoff sowohl Alkohole erzeugen sehr wenig Partikel, aber ihre niedrige Cetanzahl bedeutet, dass ein Zündverbesserer wie Glykol muss in den Kraftstoff mit ca. gemischt werden. 5%.

Wenn in Ottomotoren verwendeten Alkohole haben das Potenzial, NOx, CO, HC und Partikeln. Ein Test mit E85 betankt Chevrolet Luminas zeigte, dass NMHC sank um 20-22%, NOx um 25 bis 32% und CO von 12-24% im Vergleich zu neu formuliert Benzin. Toxischen Emissionen von Benzol und 1,3-Butadien ebenfalls rückläufig, während Aldehyd-Emissionen erhöht.

Auspuffemissionen von CO2 auch durch die geringere Kohlenstoff-zu-Wasserstoff-Verhältnis dieser Alkohole und eine verbesserte Motoreffizienz verringern.

Methanol und Ethanol Brennstoffe enthalten lösliche und unlösliche Verunreinigungen. Halogenidionen, die lösliche Verunreinigungen, wie Chloridionen sind, haben eine große Wirkung auf die Korrosivität des Alkoholkraftstoffen. Halogenidionen erhöhen Korrosion in zweierlei Hinsicht: sie chemisch angreifen passi Oxidfilme auf mehreren Metallen verursacht Lochfraßkorrosion, und sie die Leitfähigkeit des Kraftstoffs zu erhöhen. Erhöhte elektrische Leitfähigkeit fördert elektrische, galvanische und gewöhnliche Korrosion im Kraftstoffsystem. Löslichen Verunreinigungen, wie Aluminiumhydroxid, selbst ein Produkt der Korrosion durch Halogenidionen, Verstopfung der Kraftstoffsystems über die Zeit. Gegen Korrosion das Kraftstoffsystem von geeigneten Materialien hergestellt sein zu verhindern, müssen elektrische Leitungen gut isoliert und der Kraftstoffpegelsensor muss der Impuls und Haltetyp, magneto resistive oder andere ähnliche berührungslosen Typ sein. Darüber hinaus sollten hohe Qualität Alkohol eine geringe Konzentration an Verunreinigungen und haben eine geeignete Korrosionsschutzmittel zugegeben. Wissenschaftlicher Beweis zeigt, dass auch Wasser ist ein Inhibitor für Korrosion durch Ethanol. Die Experimente werden mit E50, die aggressiver & amp ist getan; beschleunigt den Korrosionseffekt. Es ist sehr klar, dass durch die Erhöhung der Menge an Wasser in Ethanol-Kraftstoff kann man die Korrosion zu reduzieren. Bei 2% oder 20.000 ppm Wasser im Kraftstoff Ethanol gestoppt die Korrosion. Die Beobachtungen in Japan sind im Einklang mit der Tatsache, daß wasserhaltiges Ethanol ist dafür weniger korrosiv als wasserfreies Ethanol bekannt. Der Reaktionsmechanismus ist 3EtOH + Al - & gt; Al3 + 3 / 2H2 wird dieselbe bei niedrigen bis mittleren Mischungen sein. Wenn genügend Wasser im Kraftstoff vorhanden ist, wird das Aluminium vorzugsweise mit Wasser reagieren, um Al2O2 zu produzieren, die Reparatur der schützende Aluminiumoxidschicht. Das Aluminiumalkoxid macht keinen engen Oxidschicht; Wasser ist wichtig, um die Löcher in der Oxidschicht zu reparieren.

Methanol und Ethanol sind auch mit einigen Polymeren unverträglich. Der Alkohol reagiert mit den Polymeren zu einem Anschwellen und mit der Zeit der Sauerstoff bricht die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in dem Polymer, was zu einer Verringerung der Zugfestigkeit. Für den letzten Jahrzehnten jedoch haben die meisten Fahrzeuge so ausgelegt, dass bis zu 10% Ethanol problemlos vertragen. Dies umfasst sowohl Kraftstoffsystem-Kompatibilität und Lambda-Kompensation der Kraftstoffzufuhr mit Einspritzmotoren mit geschlossenem Regelkreis Lambdaregelung. Bei einigen Motoren kann Ethanol Einige Zusammensetzungen aus Kunststoff oder Gummi Brennstofflieferkomponenten für herkömmliche Benzin ausgelegt verschlechtern und auch nicht möglich sein, Lambda richtig kompensiert den Brennstoff.

"FlexFuel" Fahrzeuge Kraftstoffsystem und Motorkomponenten, die für eine lange Lebensdauer mit E85 oder M85 ausgelegt sind aufgerüstet und die ECU kann auf jede Kraftstoffmischung zwischen Benzin und E85 oder M85 anzupassen. Typische Upgrades beinhalten Änderungen an: Kraftstofftanks, Kraftstofftank elektrische Leitungen, Kraftstoffpumpen, Kraftstofffilter, Kraftstoffleitungen, Füllrohre, Tanksensoren, Einspritzdüsen, Dichtungen, Kraftstoffverteilerleitungen, Kraftstoffdruckregler, Ventilsitze und Einlassventilen. "Total Flex" Autos für den brasilianischen Markt bestimmt können E100 verwenden.

Ein Liter Ethanol enthalten 21,1 MJ, einen Liter Methanol 15,8 MJ und einem Liter Benzin etwa 32,6 MJ. Mit anderen Worten, für den gleichen Energiegehalt als ein Liter oder eine Gallone Benzin, benötigt man 1,6 Liter / Liter Aethanol und 2.1 Liter / Liter Methanol. Die rohe Energie pro Volumenzahlen irreführende Kraftstoffverbrauch Zahlen jedoch wegen Alkohol-betriebenen Gasmotoren kann wesentlich energieeffizienter gemacht werden. Ein grßerer Prozentsatz des in einem Liter Alkohol-Brennstoff-Energie kann an Nutzarbeit umgewandelt werden. Dieser Unterschied in der Wirksamkeit teilweise oder vollständig auszugleichen, die Energiedichtedifferenz in Abhängigkeit von den bestimmten Motoren, die verglichen werden.

Methanol Kraftstoff als zukünftige Biokraftstoff vorgeschlagen worden, die oft als eine Alternative zu dem Wasserstoffwirtschaft. Methanol hat eine lange Geschichte als Rennkraftstoff. Frühe Grand Prix Racing verwendet gemischte Mischungen sowie reines Methanol. Die Verwendung des Kraftstoffs wurde hauptsächlich in Nordamerika nach dem Krieg. Allerdings Methanol für den Rennsport hat sich weitgehend auf Methanol aus Synthesegas aus Erdgas und damit dieser Methanol abgeleitet produziert basieren würde nicht als Biokraftstoff werden. Methanol ist ein möglichst Biokraftstoff jedoch, wenn das Synthesegas wird aus Biomasse gewonnen. Theoretisch kann auch Methanol aus Kohlendioxid und Wasserstoff unter Verwendung von Atomkraft oder erneuerbare Energiequelle erzeugt werden, obwohl dies wahrscheinlich nicht wirtschaftlich in einem industriellen Maßstab ist. Im Vergleich zu Bioethanol, ist der Hauptvorteil von Methanol Biokraftstoff seinen viel größeren well-to-wheel Effizienz. Dies ist besonders relevant in gemäßigten Klimazonen, wo Dünger benötigt, um Zucker oder Stärke Getreide zu wachsen, um Ethanol zu machen sind, während Methanol aus lignocellulosehaltiger Biomasse hergestellt werden.

Ethanol wird bereits in großem Umfang als Kraftstoffadditiv verwendet wird, und die Verwendung von Ethanol Brennstoff allein oder als Teil einer Mischung mit Benzin zunimmt. Im Vergleich zu Methanol seinen Hauptvorteil ist, dass sie weniger korrosiv ist und zusätzlich der Kraftstoff nicht toxisch, auch wenn der Brennstoff einige giftige Abgasemissionen zu erzeugen. Ab 2007 wird die Indy Racing League Ethanol als exklusiven Brennstoff zu verwenden, nach 40 Jahren unter Verwendung von Methanol. Seit September 2007 Tankstellen in NSW, Australia sind beauftragt, alle ihre Benzin mit 2% Ethanolgehalt liefern

Methanol Verbrennung: 2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O + Wärme

Ethanol Verbrennung: C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O + Wärme

Butanol und Propanol

Propanol und Butanol sind deutlich weniger toxisch und weniger volatil als Methanol. Insbesondere hat Butanol einen hohen Flammpunkt von 35 ° C, was ein Vorteil für den Brandschutz ist, kann jedoch eine Schwierigkeit, zum Starten von Motoren in der kalten Jahreszeit zu sein. Das Konzept der Flammpunkt ist jedoch nicht direkt anwendbar für Motoren der Kompression der Luft in den Zylinder bedeutet, dass die Temperatur einige hundert Grad Celsius vor der Zündung erfolgt.

Die Fermentationsprozessen zu Propanol und Butanol aus Zellulose zu produzieren sind ziemlich schwierig zu ausführen und das Weizmann Organismus derzeit verwendet, um diese Konvertierungen eine extrem unangenehmer Geruch, und dies muss bei der Entwicklung und Lokalisierung einer Fermentationsanlage zugeführt werden. Dieser Organismus stirbt auch, wenn der Gehalt an Butanol von was auch immer es gärt steigt um 7%. Zum Vergleich stirbt Hefe wenn der Ethanolgehalt der Beschickung geht bei 14%. Specialized Stämme können noch größere Ethanolkonzentrationen zu tolerieren - sogenannte Turbo Hefe kann bis zu 16% Ethanol zu widerstehen. Allerdings, wenn gewöhnliche Saccharomyces Hefe kann modifiziert werden, um seine Ethanolbeständigkeit zu verbessern, können die Wissenschaftler noch 1 Tag produzieren eine Belastung des Weizmann-Organismus mit einer Butanol Widerstand höher ist als die natürliche Grenze von 7%. Dies wäre sinnvoll, weil Butanol hat eine höhere Energiedichte als Ethanol, und weil Abfallfasern aus Zuckerpflanzen verwendet werden, um Ethanol zu machen übrig könnten in Butanol hergestellt werden, die Erhöhung der Alkoholausbeute von Energiepflanzen, ohne dass es einen Bedarf für mehr Getreide zu sein gepflanzt.

Trotz dieser Nachteile DuPont und BP haben vor kurzem angekündigt, dass sie sich gemeinsam um eine Klein Biobutanol-Demonstrationsanlage neben dem großen Bioethanolanlage sie entwickeln gemeinsam mit Associated British Foods zu bauen.

Energie Internationale entwickelte ein Verfahren zur Herstellung von Butanol aus Biomasse, die die Verwendung von zwei getrennten Mikroorganismen in Sequenz führt zur Herstellung von Aceton und Ethanol-Nebenprodukte zu minimieren.

Das Schweizer Unternehmen Butalco GmbH verwendet eine spezielle Technologie, um Hefen, um Butanol anstelle von Ethanol zu produzieren ändern. Hefen als Produktionsorganismen für Butanol haben entscheidende Vorteile gegenüber Bakterien.

Butanol Verbrennung: C4H9OH + 6O2 → 4CO2 + 5H2O + Wärme

Das 3-Kohlenstoff-Alkohol, Propanol, wird nicht oft als eine direkte Kraftstoffquelle für Benzinmotoren verwendet werden, wobei die meisten in Gebrauch als Lösungsmittel gerichtet. Jedoch ist es als eine Quelle von Wasserstoff in einigen Arten der Brennstoffzelle verwendet wird; es kann eine höhere Spannung als Methanol, das der Brennstoff der Wahl für die meisten alkoholbasierte Brennstoffzellen zu erzeugen. Da jedoch Propanol ist schwieriger herzustellen als Methanol, Methanol-verwertenden Brennstoffzellen gegenüber denen, die propanol nutzen bevorzugt.

Nach Land

Alkohol in Brasilien

Brasilien war bis vor kurzem der größte Hersteller von Alkoholkraftstoff in der Welt, in der Regel Fermentieren von Ethanol aus Zuckerrohr. Das Land produziert insgesamt 18 Milliarden Liter pro Jahr, von denen 3,5 Milliarden Liter exportiert werden, 2 Milliarden von ihnen in die USA. Alcohol Autos auf dem brasilianischen Markt im Jahr 1979 debütierte und wurde sehr beliebt wegen der schweren Subventions, aber in den 1980er Jahren die Preise Rose und Benzin wieder den führenden Marktanteil.

Doch ab 2003, Alkohol rasch seinen Marktanteil steigt noch einmal wegen der neuen Technologien, die Flexible-Fuel-Motoren, die so genannte "Flex" oder "Total Flex" von allen großen Automobilherstellern. "Flex" Motoren arbeiten mit Benzin, Alkohol oder einer Mischung beider Kraftstoffe. Ab Mai 2009, mehr als 88% der neuen in Brasilien verkauften Fahrzeuge sind Flex-Fuel-

Wegen der brasilianischen führende Produktion und Technik, wurde vielen Ländern sehr interessiert an den Import Alkoholkraftstoff und die Annahme des "Flex" Fahrzeugkonzept. Am 7. März 2007, US-Präsident George W. Bush besucht die Stadt São Paulo, um Vereinbarungen mit brasilianische Präsident Luiz Inácio Lula da Silva zum Importieren von Alkohol und seine Technologie als alternativer Kraftstoff zu unterzeichnen.

Alkohol in China

Bereits im Jahr 1935 hat China gemacht Alkoholkraftstoff betriebenen Auto China hat mit einer 70% Methanol Gebrauch zu herkömmlichen Benzin eine Unabhängigkeit vom Erdöl ausgewiesen.

Nationalkomitee für Planung und Koordination Aktion für saubere Automobile Schlüsseltechnologien zu Alkohol / Ether Kraftstoff verbunden aufgeführt hatte und beschleunigte Industrialisierung in ihre Haupt Agenda. Alkohol Kraftstoffe hatte Teil der fünf wichtigsten alternativen Kraftstoffe werden: von denen zwei Alkoholen; Methanol und Ethanol,

Alkohol in den Vereinigten Staaten

Die Vereinigten Staaten am Ende des Jahres 2007 wurde die Herstellung 7000000000 Gallonen pro Jahr. E10 oder Gasohol wird häufig in Delaware vermarktet und E85 wird in vielen Staaten festgestellt, vor allem im mittleren Westen, wo Ethanol aus Mais wird vor Ort produziert. Durch staatliche Subventionen sind viele neue Fahrzeuge jährlich, die E85 verwenden können verkauft werden, obwohl die Mehrheit werden ausschließlich mit Benzin aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von E85.

Viele Länder und Kommunen haben den Auftrag, dass alle Benzinkraftstoff während einige oder alle des Jahres mit 10 Prozent Alkohol gemischt werden. Dies ist, um die Verschmutzung zu reduzieren und ermöglicht es, diese Bereiche mit Bundesumweltgerecht erfüllen. Weil Alkohol ist teilweise mit Sauerstoff angereichert, produziert sie insgesamt weniger Verschmutzung, einschließlich Ozon. In einigen Bereichen kann auch die Vorschriften verlangen andere Formulierungen oder Zusatz von Chemikalien, die Umweltverschmutzung zu verringern, aber die Komplexität zu der Kraftstoffverteilung und erhöhen die Kosten des Kraftstoffs.

Alkohol in der Europäischen Union

Alkohol in Japan

Der erste Alkoholkraftstoff in Japan begann mit GAIAX 1999 GAIAX wurde in Südkorea entwickelt und nach Japan importiert. Der Hauptbestandteil war Methanol.

Weil GAIAX nicht Benzin, war es eine steuerfreie Aufgabe der Erdgassteuer von Japan. Als Folge davon kam der Einsatz von GAIAX jedoch von der Regierung und der Erdölindustrie als einen Akt der Schmuggel in Japan werden. Einzelhandel von GAIAX wurde getan, um die Steuerflucht Kritik unabhängig Zahlung der Dieselkraftstoffsteuer in der Rechtsordnung Regelungen zu vermeiden.

Accidental Fahrzeugbränden, wo GAIAX wurde betankt fing an, in rund 2000 gemeldet, wenn der Steuerflucht Diskussion fast geendet werden. Die Automobilindustrie in Japan kritisiert GAIAX und sagte, dass "Feuer brach aus, weil hoher Dichte Alkohol hatte die Kraftstoffleitungen korrodiert". GAIAX war genannt "High Density Alkoholkraftstoff", und eine Kampagne durchgeführt, um sie vom Markt langfristig nicht aus. Schließlich wird das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie trat auch diese Kampagne.

Der Benzinqualität Methode wurde unter dem Vorwand der Sicherheitsbedenken im Jahr 2003 überarbeitete Dies verbot die Herstellung und Verkauf von "hoher Dichte Alkoholkraftstoff", und fügte hinzu, eine wesentliche GAIAX Verkaufsverbot. Durch die Überarbeitung des Gesetzes werden die Kraftstoffhersteller aus Zugabe von 3% oder mehr Alkohol zu Benzin verboten. Diese Überarbeitung des Gesetzes ist ein Grund nicht in der Lage sein Alkoholkraftstoff mehr in Japan zu verkaufen, als E3 ist.

Solche Bemühungen ausgeschlossen GAIAX aus dem Markt. Verbraucher kam auch zu weit erkennen an, dass Alkoholkraftstoff war gefährlich aufgrund der negativen Kampagne mit der Zusammenarbeit von der Industrieverwaltung komplexer.

Mineralölindustrie in Japan wird nun mit der Forschung und Entwicklung einer ursprünglichen Alkoholkraftstoff, der von GAIAX unterscheidet fortfahren. Allerdings kann die kommerzielle Herstellung und den Verkauf eines neuen Kraftstoffs durch die bestehenden Gesetze, die derzeit ausgeschlossen GAIAX vom Markt ausgeschlossen werden. Darüber hinaus kann die starke Abneigung von der japanischen Verbraucher zu einer hohen Dichte Alkoholkraftstoff von jeder Art von kommerziellen Erfolg jedes neuen Kraftstoff zu verhindern.

(0)
(0)
Kommentare - 0
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha