Ученые СПбГУ проанализировали взаимодействие спиртов с подсолнечным маслом для улучшения биодизельного топлива
Химики Санкт-Петербургского университета исследовали процессы взаимодействия пропанола, бутанола и пентанола с подсолнечным маслом и выяснили, что при комнатной температуре эти смеси выделяют одинаковое количество тепла. Как отмечают ученые, исследование поможет в понимании принципов работы биодизельного топлива, поскольку оно включает в себя эти вещества. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences. Статья посвящена 300-летию со дня основания Санкт-Петербургского государственного университета.
Биодизельное топливо — жидкое биотопливо, в котором присутствуют различные сложные эфиры, получаемые из растительных масел и животных жиров путем химических реакций. Биодизель считается экологически чистым, биоразлагаемым и нетоксичным, это единственный на сегодня вид топлива, который может быть использован для заправки всех видов транспортных средств с дизельным двигателем.
Для производства такого топлива используют смеси трех разных спиртов — в частности, пропанол, бутанол и пентанол — и натуральных масел, например подсолнечного. Ученые Санкт-Петербургского университета изучили смеси этих спиртов с подсолнечным маслом, поскольку это сочетание можно считать наиболее эффективной моделью биотоплива. Исследования проводились при температуре 30° C — наиболее приближенной к естественным условиям работы двигателя.
Несмотря на структурные различия спиртов, оказалось, что количество тепла, которое выделяется или поглощается в результате их смешения с подсолнечным маслом, относительно одинаково. Чтобы убедится в точности наших измерений, мы проверили химическую стабильность этих смесей, что это дало ценную информацию о физико-химических свойствах систем «спирт-масло» с точки зрения термодинамики и термохимии, — рассказала один из соавторов статьи доцент СПбГУ (кафедра химической термодинамики и кинетики) Мария Тойкка.
Так, ученые смешали пропанол, бутанол и пентанол с подсолнечным маслом и определили избыточные энтальпии — количество выделяемого или поглощаемого тепла — этих смесей. Такие показатели позволяют оценивать характер межмолекулярного взаимодействия в смесях, в частности, биотопливных, а, следовательно, характеристики их поведения в реальных условиях.
В дальнейшем химики Университета планируют продолжить эксперименты и изучить поведение маслоспиртовых систем в более широком диапазоне температур (от 20 °C до 40 °С). Кроме того, планируется дополнительно изучить значение избыточных энтальпий для смесей этанол — подсолнечное масло и гексанол — подсолнечное масло при различных условиях.
Как отмечают ученые СПбГУ, ряд подобных исследований позволит определить закономерности поведения спиртовых смесей, которые важны для использования в биоэнергетике, так как используются в качестве добавок к топливу.
Исследования проведены в рамках реализации проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда: № 22−73−159 «Тепловые эффекты фазовых и химических процессов в многокомпонентных системах с химическим взаимодействием» и № 20−73−10 007 „Глубокие эвтектические растворители в процессах производства и очистки биодизельного топлива“. В работе использована инфраструктура Научного парка СПбГУ: „Центра термогравиметрических и калориметрических исследований“, „Центра магнитно-резонансных исследований“ и „Центра химического анализа и исследования материалов“.
Исследование проводила группа химиков СПбГУ: Александра Голикова, Анна Шашерина, Юрий Ануфриков, Георгий Мисиков, Пётр Кузьменко, Александр Смирнов, Мария Тойкка и Александр Тойкка.
02.05.2024, 113 просмотров.