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燃料配方:取植物中佔大部分的碳水化合物,如澱粉和纖維素。使用酶將其分解為果糖,即水果和蜂蜜中的糖。將這種果糖與鹽水和鹽酸混合。新增溶劑——在本例中,丁醇也是從植物物質中提取的——以保護生成的羥甲基糠醛 (HMF) 與水反應,然後將其提取出來。這種多功能分子可用於製造塑膠聚合物或其他化學品。順便說一句,新增銅塗層的釕催化劑還可以將 HMF 轉化為 DMF(2,5-二甲基呋喃),這是一種比乙醇提供更多能量的燃料。
威斯康星大學麥迪遜分校的化學工程師 James Dumesic 說:“它應該是一種很棒的燃料”,他和他的同事發現了這種新工藝,“DMF 的能量密度與石油相當。”
他指出,DMF 可以迅速取代乙醇,因為它不僅提供更多的能量,而且沸點更高(允許 DMF 更容易與汽油混合),而且它不與水發生反應(乙醇吸收大氣中的水蒸氣,這會降低其效力)。此外,Nature 報道的這個過程比釀酒酵母將植物糖發酵成乙醇的幾天要快得多,因為它受到化學控制,因此可以在幾個小時內完成。
但是,儘管 DMF 具有明顯的優點,但尚未作為發動機中的獨立燃料進行廣泛測試。“我們生產的量相對較少,”Dumesic 說。“我不知道有任何研究表明[DMF]在非常高的濃度下作為燃料有多好。但是你可以很好地證明它作為一種混合劑是可行的,”就像目前使用乙醇一樣。
而且 DMF 可能還會在另一項重要的測試中失敗。雖然該工藝可能是環境友好的——使用植物來源的丁醇和氫氣以及簡單的鹽水——但生成的分子可能不是。“我們找不到關於 DMF 毒理學影響的贊成或反對的資訊。必須仔細研究這一點,”Dumesic 說。“從環境角度來看,這有意義嗎?還是我們正在製造另一種 MTBE?”(MTBE,或甲基叔丁基醚,從 1979 年開始新增到汽油中以幫助其更充分地燃燒,但在發現該致癌化學物質洩漏並汙染地下水後,在美國被廣泛禁止。)
但是,如果 DMF 透過該測試,它可能會很快上市,並且成本不高於(並且可能更低,具體取決於 HMF 等副產品的效用)乙醇。“如果我們從環境安全的角度得知這樣做是一件好事,我們可以在未來幾年內實現這一點,”Dumesic 說。“我們在這裡談論的過程非常類似於石油過程,石油工業在擴大規模方面的知識都可以應用在這裡。”