Кроме того, ископаемые углеводороды (нефть) постоянно дорожают, что делает их довольно дорогим источником энергии. Есть ли альтернатива нефтяному топливу?
Давайте совершим короткий экскус в историю. Вспомним, что первый дизельный двигатель работал на угольном порошке, затем - на растительном масле. Нефтяное дизельное топливо было введено в обиход много позднее. Сам изобретатель дизельного двигателя Рудольф Дизель мечтал о том, что его машины будут работать в отдаленных регионах планеты и работать они будет на чистом растительном масле.
Мечтам великого Рудольфа не суждено было сбыться. Вскоре после его смерти в 1913 году настал бум нефтедобычи и нефтяные виды топлива вытеснили все остальные. Было выработано специальное жидкое топливо предназначенное для двигателей Рудольфа Дизеля. Сегодня мы называем его дизельным.
Вместе с появлением дешевого топлива изменился и сам дизельный двигатель, который стал полностью соответствовать свойствам топлива. В результате мы получили мощный, экономичный и надежный двигатель, который является стандартом вот уже более 100 лет.
Однако не всё так безоблачно. В конце двадцатого века стало ясно, что безудержное использивание ископаемого топлива ведет к деградации экосистемы Земли и, что от нефти пора отказываться. Это очень хорошо понимают ученые, которые пытаются создать альтернативное моторное топливо из возобновляемых источников.
Первым на этом пути были бельгийские химики из университета Лёвена. Они придумали процесс превращения растительного масла в дизельное топливо, которое в дальнейшем получило газвание - биодизель. По-научному этот процесс называется переэтерификация. В нем из молекул растительных масел получаются более которкие молекулы метиловых эфиров, которые и являются отличным топливом.
Биодизельное топливо имеет следующие особенности:
- Оно может применяться в современных дизельный двигателях в чистом виде и в виде смеси с традиционным дизтопливом. Никакой переделки двигателя не требуется.
- Оно достаточно энергоемкое. Мощность двигателя и крутящий момент лишь на 5% ниже по сравнению с традиционным топливом. Однако энергоемкость последнего сама может варьироваться в широких пределах.
- Оно экологически более чистое. Выбросы канцерогенных веществ снижены на 85%, сажи - на 47%, угарного газа - на 48%, сернистые соединения отсутствуют полностью.
- Оно обладает прекрасными смазывающими свойствами и способно продлить жизнь ТНВД, клапанов, выпускного коллектора на 50-60%.
- Оно низкотоксично и распадается в природе самостоятельно за 3-4 недели. В водной среде для рыб биодизель в 15 раз менее токсичен, чем дизтопливо ЕВРО-4.
- Имея высокую (150 град. С) температуру вспышки, оно относительно безопасно при хранении и транспортировке.
- Оно может быть выработано самостоятельно.
Обращаем ваше внимание на то, что биодизель получается с помощью химической реакции. Его нельзя получить просто смешивая масло с чем-нибудь, например с бензином или керосином. Тяжелые молекулы, содержащиеся в растительном масле никуда не деваются. В процессе работы дизельного двигателя они будут образовывать нагар в результате чего двигатель выйдет из строя. В процессе переэтерификации эти длинные молекулы превращаются в глицерин, опускаются на дно и, затем, отделяются от самого топлива, которое остается на поверхности.
Подробности:
Для производства биодизеля потребуется:
- Литр растительного масла
- 110 мл. метилового спирта
- 1 чайная ложка щелочи (гидроокись натрия) в качестве катализатора.
Еще потребуется 1,5 л. пластиковая бутылка, резиновые перчатки, защитные очки, кастрюля с термометром, стеклянная бутылка с пластмассовой крышкой, воронка. Начинаем...
- Надеваем перчатки, очки.
- Выливаем метиловый спирт в стеклянную бутылку и насыпаем щелочь. Закрываем крышкой и следим за растворением. Если необходимо добавляем холодную водопроводную воду и взбалтываем раствор.
- Выливаем растительное масло в кастрюлю и нагреваем его до 60 град. С.
- С помощью воронки выливаем нагретое масло в пластиковую бутыль и добавляем раствор спирта и щелочи.
- Плотно закрывам бутыль и интенсивно взбалтываем смесь в течение 30-40 сек.
Сначала смесь приобретет темный цвет эмульсии. Через некоторое время снизу образуется прозрачный слой - глицерин. Биодизель будет находиться сверху над слоем глицерина. Со временем, через два-три дня биодизель превратится в парозрачную жидкость, которую легко отделить от глицерина на дне бутыли. Самодельный биодизель готов к применению!
Мы конечно же не призываем кого-либо хвататься за производство ботоплива. Этот химический опыт лишь демонстрирует легкость его получения. Литр растительного масла в России стоит дороже литра нефтяного дизельного топлива, так что это пока нерентабельно. Вот если бы масло было дешевым! Впрочем, это уже другая тема - сельскохозяйственная.
Напоследок хотелось бы подчеркнуть, что биодизель это реальность. Разработаны и действуют международный стандарт ASTM D6751-08 а также европейский EN 14214. Биодизель можно купить во многих странах на обычных автозаправочных станциях, а такие страны как Бразилия практически полностью перешли на биотопливо.
В отличие от нашей "науки", вынашивающей планы разработать эмульсионное топливо на "структурированной" в торсинных полях воде, биодизельное топливо уже производится в Мире в огромных количествах. Только одна Германия экспортировала в 2014 году более 400000 тонн биодизеля.
