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每升仅需3元,漫谈“人造汽油”的实用性和技术可行性

  日期:2022-09-01 15:48:28  浏览量:625   移动端
导读:如今之所以大力发展新能源汽车,其实有个主要的原因,那就是为了能源安全,都说石油是不可再生资源,用完了就没了,到那时候将会

如今之所以大力发展新能源汽车,其实有个主要的原因,那就是为了能源安全,都说石油是不可再生资源,用完了就没了,到那时候将会给人类带来沉重打击,为此在现在资源还算丰富时,就要开始为未来铺垫了。




然而现如今,人造汽油就快来了,官方数据显示,这个所谓的人造汽油,每升只需要3块钱,这样一来,燃油车主在未来,再也不用担心会出现油价持续上涨的问题了,并且也不担心,石油不够用,甚至有网友表示,这还要啥新能源呢?




这无疑是一大好消息,那么这个人造汽油到底是什么?它真的要来了吗?




售价3元每升




我们能看到,随着石油能源的消耗,能源开始变得越来越紧张,那么随之而来的,就是油价开始升高,今年的油价有多不稳定,相信大家也都感受到了,并且由于石油的大量应用,对于环境也起到了一定的影响,目前大气污染的情况,那是毋庸置疑的。




为此我们所说的“人造汽油”,其实会随着人类的技术进步,逐渐被开发出来,从而替代现有的石油,可以说这样的技术是早晚都会出现的,并且目前已经尝试了多种方案。




并且如今“人造汽油”的技术已经获得了突破,人造汽油在未来必定会应用在人类的日常生活当中,且已经进入了发展路线,不少科研团队表示,这将能够取代汽油,也必定会应用在所有依靠汽油驱动的汽车上,甚至能够给飞机提供传输动力,虽然现在还没有大肆在市面上应用,但是离“人造汽油”真正入市的时间也不远了,届时我们将能看到,它真的来了。




同时人造汽油拥有很大的优势,就说和国际油价相比,那人造汽油的售价,才3元每升,相差成倍数了。




还记得今年油价那是多次调整,绝大多数都是在涨价当中,突破了9元大关,这样来说,一辆具有50L油箱的车,那么加满油就需要450元,就算是油箱再小点,也比早时候多得多,给很多人加重了生活负担,特别是那些频繁用车的家庭,再比如专门做长途货运的家庭,油钱是真的伤不起了。




这人造汽油的价格,50L油箱加满就只需要150元的价格,这个差别是非常大的,相信很多人都愿意使用人造汽油,何况安全问题也丝毫没有问题。




而所谓的“人造汽油”,其实是液态氢化物燃料,燃烧产物是水,也就意味着其的碳排放量几乎为零,为此是十分环保的存在呢。




强劲的动力




虽然是人造的,可是带来的动力丝毫不比汽油差,并且加满一箱的“人造汽油”,汽车可以跑400-500公里。




并且安全性比汽油更高,经过实验发现,液态氢化物的密度变大、体积缩小,为此发生爆炸的可能性也被大大降低,显然更具安全性。




这样的情况下,人造汽油一旦推出,相信会有更多人愿意去使用这样的材料,并且你可不要小瞧了,以为是人造的就不稀罕,事实上液态氢最经常被用作火箭燃料,是非常高端的材料,这是由氢气经过降温从而得到的液体,虽然主要是用于火箭发射的燃料,但是随着应用的推进,很快就能够成为其他交通工具的燃料。




同时现在的新能源汽车在市面上非常多,很多大品牌,都进军了新能源,不过我们看到,新能源汽车的问题在新闻上屡见不鲜,自然的、失控的,那是比比皆是,这让很多人都对新能源汽车失去信心。




再加上新能源汽车,在更换电池的时候,那是需要很大成本的,而燃油汽车性能完善,安全性俱佳,为此选择燃油汽车,也是情有可原的,不过如此一来,是否就意味着新能源汽车的发展,将会大打折扣,甚至不少人表示,有了人造汽油,这还要啥新能源汽车呢?




当然了新能源是我们所追求的更高一层的能源领域,为此就算未来新能源汽车不吃香,可是新能源的应用也是必不可少的。




今年,我国科学家在“人造汽油”方面又有了重大的突破。




二氧化碳制汽油




二氧化碳、人工汽油、淀粉这看似毫不相干的三种东西,目前却已经成为了未来新能源、食品发展的关键词。早在2017年,我国就已经开始了关于人工合成汽油的研究;五年来,中国中科院的研究人员尝试了各种实验方法用于提炼出人工汽油,最终通过不断的努力,终于用二氧化碳和氢研发出人工合成汽油——二氧化碳制汽油!




这种新型的汽油,经过检测,转化率已经达到95%以上,也就是说不仅可以替代现有的汽油作为燃料使用,而且符合国六标准,即机动车污染物排放标准。证明了这种汽油品质的环保清洁。中国石油和化学工业联合会更是对这项技术给予了高度评价:世界首创!整体技术处于国际领先水平。




中科院“空气变汽油”这事儿到底靠不靠谱?




把二氧化碳转化为汽油,听起来似乎是天方夜谭,但在科学界其实并不是个“新鲜事儿”。要搞明白为什么可以用二氧化碳人工合成汽油,我们首先要了解一下汽油是怎么来的。我们知道,人类现在使用的汽油其实是从石油中提炼出来的,而石油作为一种化石能源,其实是史前生物遗体和有机碳被岩层掩埋后,在高温高压的环境下,伴随着大量微生物活动,逐渐形成的碳和氢组成的烃类物质。




烃类物质有一个特性,就是碳链长度越长,其沸点就越高。从石油中能提炼出汽油正是利用了这个特性,人们将原油加热后,再通过蒸发温度将不同的烃类物质分离出来。




比如含有1-4个碳原子的烃类物质,甲烷、乙烷和丙烷等不需要加热就可以自然分离出来。而含有5-7个碳原子的烃类物质也都很轻,非常容易汽化。这些烃类物质通常用作溶剂,可以制成干洗液。 含有8-11个碳原子的烃类物质,混合在一起就是我们熟知的汽油;含有12-15个碳原子的烃类物质是煤油;含有16-18个碳原子的烃类物质就是柴油。所以甲烷、汽油、煤油、柴油这些常见的燃料,它们之间唯一的区别只是碳链的长度。




人工合成汽油的技术原理,其实就是利用大量的催化剂,用含碳和氢的原料人工模拟石油形成的高温高压环境,合成出汽油的过程。原理说起来很简单,但要想实现其实并不容易。首先二氧化碳是一种极其稳定的分子,要将其活化并氢化成碳氢化合物非常困难,成败的关键是要寻找到一种高效催化剂;其次,如果想利用这项技术来解决人类面临的环境问题,特别是要达到产业化条件,还必须要有简洁的工艺和低廉的成本。




事实上,化学合成技术早在上世纪20年代就已经出现了。此后利用一氧化碳合成各种有机物就轰轰烈烈地开始了,比如我们生活中常见的塑料,农业中使用的化肥等等都是化学合成的产品。不过,早先的化学合成技术主要使用的是一氧化碳,因为一氧化碳的化学性质比较活泼,很容易实现催化反应。后来,也出现了利用二氧化碳合成甲烷、乙烷等燃料的技术,但这些还都只是属于短碳链的烃类物质,而合成长碳链的液态烃燃料,也就是我们所说的汽油却一直没有实现。




2006年诺贝尔化学奖得主有机化学家乔治·奥拉,在他的著作《跨越油气时代:甲醇经济》一书中论述了二氧化碳转化为甲醇的观点。2016年,奥拉和他的团队首次采用基于金属钌的催化剂,完成了将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇燃料的实验,转化效率达到了79%,这在当时成为一个重大的技术突破。




奥拉的实验之所以能取得成功,完全要归功于他找到了金属钌来做催化剂。钌的化学性质极为稳定,耐腐蚀性也非常的强,熔点达到2310摄氏度,在做催化剂的时候,就算是具有极强的放热性,依然可以表现的非常稳定。但问题是,钌也是一种非常稀有的金属,在地壳中含量还不到十亿分之一,因此不但稀缺而且价格十分高昂,所以实事求是地说,奥拉的实验虽然取得了重大进步,但仍然还只停留在概念阶段,并不能大面积推广开来。




与此同时,由于奥拉只是将二氧化碳转化为了甲醇,甲醇虽然也能做燃料,但现有的燃油汽车还不能直接使用,所以实际上离真正的合成汽油也还差得很远。




此次,中科院公布的用二氧化碳和氢合成汽油的技术之所以被评价为世界领先,关键就在于它解决了上述一系列难题。




第一,中科院团队首次实现了用活化的二氧化碳为原料,依靠催化剂直接生成汽油。二氧化碳转化为汽油有两种方法:第一种是间接路线,也就是将二氧化碳转化为一氧化碳或甲醇,然后再转化为液态烃,这个工艺比较复杂,成本也更高;第二种是中科院团队采用的直接路线,也就是将二氧化碳直接催化生成长碳链液态烃,这也通常被认为是更经济和环保的方法。而在中科院团队之前,世界上的其它类似的试验采用的都是间接路线的方法。




第二,中科院团队直接转化技术的核心成果是自主设计了一种新型多功能复合催化剂(Na-Fe3O4/HZSM-5),它与奥拉使用的催化剂载体稀有金属钌最大的区别在于,不但催化剂材料更容易获得,而且按照官方的说法,这种多功能复合催化剂包含了三种相互兼容、相互补充的活性位,使得二氧化碳还原为一氧化碳,一氧化碳作费托合成反应转化为烯烃,烯烃再生成汽油馏分烃,整个过程一次就可以完成,通俗地来说就是实现了“三步跳”的串联转化,这也是将二氧化碳直接转化成汽油的关键。




第三,中科院团队实现了在接近工业生产的条件下的转换。该技术采用了接近工业生产的操作条件和氯化铁等相对便宜的催化剂原料,并且催化剂还具有较好的稳定性,可以连续稳定运转1000小时以上;同时产品辛烷值超过了90,也就是达到了国六90号汽油的标准;并且,二氧化碳和氢的转化率达到了95%,生产成本进一步降低。更加难得的是,该团队已经在山东邹城工业园区建设完成了千吨级 中试装置,并且试生产成功。这个1000吨看似量不大,实际上非同小可。这意味着当国外同行还在实验室里小打小闹时,我们已经要实现二氧化碳变汽油的大规模工业化生产了!这是那些实验室的成果完全不可相提并论的。




我国对于二氧化碳的研究不仅仅作为人工合成汽油这一个方向上;另一个方向,就是利用二氧化碳本身的属性,科学地将它利用,并转化为可供食用的淀粉!它的原理是将二氧化碳、电解产生的氢气为原料 ,并从中进行提炼,就成为了淀粉。这是一项足以载入人类文明史册的伟大发明,这项技术的发明意味着在未来,中国人能够在不依靠传统农耕的方式下生产出淀粉,并用于食品领域或者是工业领域。更有望解决未来世界范围内的饥荒问题,这对于全人类来说都是一项重要的研究成果!




除此之外,更加令人想不到的是,科学家利用二氧化碳甚至还合成出人工酒精,塑料和甲酸,如果这些技术能够得到商业和环境保护的用途,那么未来就能够对排进大气层中的二氧化碳进行有效地解决,避免全球面临的气候变暖问题。




当然,这些项目目前尚处于实验研究阶段,要想真正地投入市场,形成商用还有较长的一段路要走。但研究人员已经表示通过这些新的技术手段、加上反复的实验,未来是可以实现推广和进一步发展的。并且这种合成物不仅降低了生产成本,并且未来技术更加成熟的话,就有可能能生产出药物、蔗糖、葡萄糖等更多高附加值的产品。

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