Biochemia paliw samochodowych. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Biochemia do paliw samochodowych

24.04.2015

Na drogach coraz częściej można spotkać samochody, które zamiast benzyny używają gazu. Są to głównie pojazdy użytkowe – ciężarówki lub autobusy, dla których ekonomiczniej jest jeździć na gazie. Wewnątrz czerwonych butli oznaczonych jako „palne” znajduje się zwykle propan lub jego mieszanina z innymi węglowodorami, np. butanem.

Wszystkie te węglowodory są uzyskiwane przez przetwarzanie gazu lub ropy naftowej wydobywanej z wnętrzności ziemi, które ludzkość nauczyła się wykorzystywać jako paliwo lub jako surowiec do produkcji wszelkiego rodzaju tworzyw sztucznych. Ostatnio jednak szeroko rozwinęły się technologie pozyskiwania paliwa z surowców biologicznych. Ale jeśli terminy takie jak bioetanol czy biodiesel istnieją od dłuższego czasu, co z „biogazem”?

Dowiedzieli się, jak pozyskiwać metan z odpadów biologicznych - najprostszy z wielu węglowodorów. W tym celu stosuje się specjalne bioreaktory. W nich specjalne rodzaje bakterii przetwarzają biomasę, w wyniku czego powstaje mieszanina gazów, składająca się głównie z potrzebnego nam metanu. Następnie można go oczyścić z zanieczyszczeń, przepompować pod ciśnieniem do specjalnych zbiorników i wykorzystać jako paliwo. Taki proces został stworzony, opracowany i są już autobusy jeżdżące na biogaz. Jest jednak jeden problem, a polega on na różnicy we właściwościach metanu z cięższych gazów.

Faktem jest, że propan i butan można przekształcić w stan ciekły w zwykłej temperaturze i stosunkowo niskim ciśnieniu. Weźmy na przykład zwykłą zapalniczkę domową - cienka obudowa wykonana z przezroczystego plastiku wystarczy do bezpiecznego przechowywania skroplonych węglowodorów. Ale to nie zadziała z metanem - aby przekształcić metan w ciecz, trzeba będzie go schłodzić do temperatury - 82 ° C. Dlatego, aby zaopatrzyć się w niezbędną ilość metanu, należy użyć kontenera, który wytrzymuje ciśnienie kilkuset atmosfer.

To sprawia, że metan jest znacznie mniej wygodnym paliwem transportowym niż propan. Jeśli jednak istnieją bakterie, które potrafią syntetyzować metan, to z syntezą złożonych węglowodorów wszystko jest o wiele bardziej smutne: w naturze nie ma takich procesów biologicznych, które skutkowałyby powstaniem propanu.

Naukowcy z Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu w Manchesterze zajęli się tym problemem i wymyślili sposób na wytwarzanie biopropanu. Aby to zrobić, sztucznie zmienili proces biochemiczny, w którym bakteria E. coli może wytwarzać alkohol - butanol. Butanol lub alkohol butylowy różni się od znanego alkoholu etylowego długością łańcucha węglowego - ma cztery atomy węgla, a nie dwa, jak etanol. Biochemikom udało się zmienić kierunek procesu tak, że w ostatnim etapie reakcji zamiast butanolu pozyskiwano propan.

Oczywiście jak dotąd jest to nic innego jak badanie laboratoryjne, które pokazało, w jaki sposób można pozyskiwać złożone węglowodory pochodzenia biologicznego. Ma jednak szansę stać się podstawą alternatywnego sposobu pozyskiwania oszczędnego paliwa.

<< Powrót: Niedrogie lampy LED firmy Philips 25.04.2015

>> Naprzód: Pojazd startowy Vulcan 24.04.2015

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Modulatory PWM Microchip MCP1631 17.11.2021

Firma Microchip opracowała szybkie modulatory PWM, które mogą przekształcić większość mikrokontrolerów ogólnego przeznaczenia w pełnoprawne, przełączające sterowniki konwerterów mocy o elastycznej funkcjonalności. Każdy z mikroukładów linii MCP1631 zawiera podstawowy zestaw węzłów stosowanych w nowoczesnych sterownikach PWM, w tym szybki modulator PWM, sterownik MOSFET, wzmacniacze, komparatory, a także dodatkowe elementy analogowe i cyfrowe, które łączą wszystkie elementy mikroukładu w jeden system. Jednocześnie sterowanie na wysokim poziomie przetwornika, w tym kształtowanie częstotliwości przetwarzania, ustawianie napięcia wyjściowego i prądu wyjściowego, odbywa się programowo za pomocą uniwersalnego mikrokontrolera, generując i przetwarzając zaledwie kilka sygnałów.

Układy MCP1631 i MCP1631HV przeznaczone są do tworzenia regulatorów prądu, natomiast MCP1631V i MCP1631VHV stanowią podstawę do tworzenia regulatorów napięcia. Sekcja mocy mikroukładów MCP1631 i MCP1631HV może działać z pierwotnych zasilaczy o napięciu 3,0 ... 5,5 V. W przypadku zastosowań o wyższym napięciu należy używać mikroukładów MCP1631HV lub MCP1631VHV, których zakres napięcia wejściowego jest rozszerzony do 16 V. Jednocześnie wysokonapięciowe wersje chipów MCP1631 (MCP1631HV i MCP1631VHV) posiadają dodatkowy regulator LDO o napięciu wyjściowym 3,3 lub 5 V i maksymalnym prądzie wyjściowym do 250 mA, co może służyć do zasilania mikrokontrolera i innych węzłów pomocniczych.

Ponieważ wszystkie funkcje wysokiego poziomu są zaimplementowane w oprogramowaniu, przypisanie aplikacji tego samego obwodu można łatwo zmienić, modyfikując kod źródłowy lub zmieniając ustawienia w pamięci nieulotnej (jeśli oprogramowanie obsługuje taką funkcję). Na przykład tę samą ładowarkę można łatwo przekonfigurować do pracy z akumulatorami litowo-jonowymi, niklowo-kadmowymi, niklowo-metalowo-wodorkowymi lub ołowiowo-kwasowymi, a maksymalna ilość i pojemność ogniw zależy tylko od możliwości zasilacza, a progi napięciowe, wartości prądów ładowania oraz makroalgorytmy ładowania generowane są przez oprogramowanie. Dodatkowo wymiana oprogramowania wysokiego poziomu pozwoli, bez jakiejkolwiek modyfikacji części zasilającej, zamienić ładowarkę np. w sterownik LED z konfigurowalnym typem i liczbą lamp.

Aby układy MCP1631 działały prawidłowo, zewnętrzne oprogramowanie musi generować sygnały w celu ustawienia napięcia wyjściowego, prądu wyjściowego oraz częstotliwości i współczynnika wypełnienia sygnału PWM w celu sterowania tranzystorem mocy. W razie potrzeby mikrokontroler może również zapewnić kontrolę temperatury tranzystorów mocy lub ogniw baterii. Reszta funkcji niskiego poziomu, w tym ochrona przeciwprzepięciowa, jest obsługiwana przez węzły chipów MCP1631.

Cechy chipów MCP1631:

możliwość tworzenia uniwersalnych ładowarek z programowalnymi ustawieniami do pracy z różnymi typami i liczbą ogniw baterii;
możliwość tworzenia konwerterów o częstotliwości przełączania do 2 MHz;
umiejętność tworzenia systemów elektroenergetycznych z inteligentnymi funkcjami (Intelligent Power Systems);
możliwość tworzenia zarówno stabilizatorów prądowych (MCP1631, MCP1631HV) jak i napięciowych (MCP1631V, MCP1631VHV)
możliwość współpracy z zasilaczami podstawowymi o napięciu do 16 V (MCP1631HV, MCP1631VHV);
obecność dodatkowego stabilizatora LDO o napięciu wyjściowym +3,3 lub +5,0 V i prądzie wyjściowym do 250 mA (MCP1631HV, MCP1631VHV);
ustawianie częstotliwości przełączania, maksymalnego cyklu pracy, napięcia wyjściowego i prądu wyjściowego za pomocą zewnętrznego mikrokontrolera;
obecność wzmacniacza błędu, a także wzmacniaczy sygnału generowanych przez czujniki napięcia i prądu;
obecność komparatora ochrony przeciwprzepięciowej;
obecność jednostki zabezpieczającej przed obniżeniem napięcia wejściowego;
obecność zewnętrznego sterownika MOSFET o prądzie wyjściowym do 1 A;
niski pobór prądu w trybie wyłączenia (około 2,4 μA);
możliwość realizacji kontroli temperatury (za pomocą mikrokontrolera);
obsługa wielu typów pakietów: 20-stykowe TSSOP, SSOP (wszystkie wersje) i 20-stykowe 4 x 4 mm QFN (tylko MCP1631 i MCP1631V).
Główne zastosowania, w których można zastosować rodzinę chipów MCP1631, to:
uniwersalne ładowarki obsługujące różne typy akumulatorów;
Systemy oświetlenia i oświetlenia LED;
konwertery impulsów ogólnego przeznaczenia oparte na topologii SEPIC;
Ładowanie przez USB.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn