CO + 2 H2 ----> --CH2-- + H2O
2 CO + H2 ----> --CH2-- + CO2.

Смесь монооксида углерода и водорода называется синтез-газ или сингаз. Получаемые углеводороды очищают для получения целевого продукта — синтетической нефти.
Синтетическое жидкое топливо и газ из твердых горючих ископаемых производят сейчас в ограниченном масштабе. Дальнейшее расширение производства синтетического топлива сдерживается его высокой стоимостью, значительно превышающей стоимость топлива на основе нефти. Поэтому сейчас интенсивно ведется поиск новых экономичных технических решений в области синтетического топлива.
Конечно на нынешнем этапе производство синтетического бензина обходится дороже. Но, взгляните на график отображающий динамику изменения цен на бензин за последнее десятилетие.
Если такая тенденция сохранится, то со временем цена бензина из нефти сравняется с синтетическим.

Бензином мы себя сможем обеспечить и без нефти. А как насчет дизельного топлива?

Биодизель

Биодизель — топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации.
Для получения биодизельного топлива используются растительные или животные жиры. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.
Биодизель — это альтернативное экологически чистое, относительно дешевое дизельное топливо, вырабатываемое из местного растительного сырья.
Биодизель получают из растительных масел (самое дешевое – рапсовое) путем реакции переэтерификации. Основные реагенты: растительное масло и метанол с добавлением незначительного количества катализатора- щелочи (КОН).


В настоящее время разработаны небольшие комплексы для непрерывного производства биодизеля производительностью 4-12,5 м3/час. Себестоимость биодизеля сравнима с дизельным топливом из нефти (не забывайте, что цены на нефть будут расти).
Как видите и дизельные двигатели без топлива не останутся.
Топливо из водорослей.
Наиболее перспективным источником сырья для производства биодизеля являются водоросли.
Водоросли — группа низших, чаще водных растений. Одноклеточные или многоклеточные, одиночные и колониальные формы величиной от нескольких микрометров до десятков метров. Благодаря тому, что водные растения не нуждаются в прочном стебле и корнях и могут впитывать питательные вещества всей своей поверхностью, водоросли способны намного быстрее наращивать биомассу, чем любые сухопутные растения.


Ламинария (морская капуста) — съедобная водоросль, относящаяся к классу бурых морских водорослей. С незапамятных времён она используется в питании тех людей, кто живет рядом с морем. Также её использовали и как удобрение, поскольку ламинария содержит очень большой набор макро- и микроэлементов. Ламинария японская распространена в южных районах Японского и Охотского морей. В Белом и Карском морях обитают ламинария сахаристая и пальчаторассеченная, которые используются для медицинских целей и для пищи.
Растут ламинарии образуя густые заросли в местах с постоянным течением, у обширных берегов. На булыжниках, скалах, ламинария заходит в глубь воды до 35 м. Большие подводные "водорослевые леса" образуются на глубине 4-10 м. Растет ламинария очень быстро, в среднем до 60 см в день.
Особенно привлекает внимание процесс разложения водорослей в закрытых резервуарах без доступа воздуха под действием анаэробных (не нуждающихся в кислороде) бактерий. Полученный в результате газ называют обычно биогазом. Он состоит примерно на 60% из метана CH4, который можно транспортировать в сжатом и сжиженном состоянии, в баллонах или газгольдерах или использовать непосредственно на месте получения. Преимущество получения биогаза состоит в том, что водоросли не надо сушить или перерабатывать, подвергать какой-либо очистке. По расчетам специалистов Московского государственного университета, водоем размером с Аральское море может обеспечить энергией почти всю нашу страну. Аквакультура требует значительно меньших затрат свободных площадей земли и позволяет производить продукцию в автоматическом режиме.
Велись исследования с одноклеточными морскими водорослями — хлореллой и сценедесмусом. При выращивании в атмосфере СО2, и необходимой питательной среде водоросль размером около 10 мкм делится на две (иногда на четыре) каждые 12 часов. Процесс идет в геометрической прогрессии и из одной клетки через месяц получается около 10 млрд. организмов. Фотосинтез в этих организмах некоторое время продолжается и в темноте за счет энергии, запасенной в "светлый" период. Тогда потребляемую на освещение энергию в расчете на единицу массы водорослей можно уменьшить, перемешивая воду так, чтобы водоросли перемещались от освещенной поверхности в глубину и наоборот. Концентрация хлореллы достигает максимального значения в 120 млн. клеток.
Похоже и с газом проблем не должно возникнуть.
Его величество "ВОДОРОД"
Другой многообещающий тип биотоплива — водород.
Водород (лат. Hydrogenium; обозначается символом H) — первый элемент периодической системы элементов. Широко распространён в природе. Простое вещество водород — H2 — лёгкий бесцветный газ. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Нетоксичен.


Водород используют в качестве ракетного топлива.
Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей. Водородные двигатели не загрязняют окружающей среды и выделяют только водяной пар. Водород является очень высококалорийным топливом. Его теплотворная способность 28630 ккал/кг, в 2,8 раза превышает показатели самых распространенных видов топлива.
Среднее значение теплотворной способности (теплоты сгорания) различных видов топлива, ккал/кг

Традиционные методы получения водорода энергоемки и неэффективны, что сдерживает его широкое применение. Необходимы альтернативные способы. И они есть.

Водородные бактерии
Определенные типы пурпурных бактерий, которые обычно обитают в донных отложениях прудов и озер, способны перерабатывать окись углерода (угарный газ) и воду в водород. Возможно получение водорода и с помощью синезеленых водорослей. Однако здесь есть проблема. Один из ферментов, который используют в этом процессе сине-зеленые водоросли, чувствительны к кислороду воздуха, что делает процесс получения водорода весьма сложным.
К счастью, некоторые виды пурпурных бактерий используют похожий фермент, не чувствительный к кислороду. Ученые определили гены пурпурных бактерий, которые отвечают за производство этого фермента. В настоящее время они пытаются перенести этот ген в геном сине-зеленых водорослей, чтобы заставить их вырабатывать нечувствительный к кислороду фермент.

Микроводоросли
Солнечный свет сам по себе может расщепить молекулу воды, если будет присутствовать подходящий катализатор. Существуют проекты крупномасштабного производства водорода с помощью бактерий. Процесс идет по схеме фотосинтеза: солнечный свет поглощается синезелеными водорослями, которые довольно быстро растут. Эти водоросли могут служить пищей для некоторых бактерий, в процессе жизнедеятельности выделяющих из воды водород. Исследования, которые провели с разными видами бактерий советские и японские ученые, показали, что в принципе всю энергетику города с миллионным населением может обеспечить водород, выделяемый бактериями, питающимися сине-зелеными водорослями на плантации пл. всего 17,5 кв. км. При благоприятных условиях растения могут накапливать до 10 % энергии падающей на них солнечной радиации. Растительный материал можно сжигать как топливо или перерабатывать в спирт, метан или другие горючие химические продукты.

Напоследок…
Сдерживает использования водорода в автотранспорте проблема связанная с его транспортировкой и хранением. Водород текучь, просачивается через малейшие неплотности, хранить его возможно или в баллонах под давлением или в сжиженном виде. Оба способы имеют серьезные недостатки – большой вес. Как же выйти из положения?
А нельзя ли получать водород непосредственно перед его использованием в двигателе? Таким образом появляется возможность заливать в бак… обыкновенную воду. Фантастика? Отнюдь.

Листая старые журналы.

Научное наследие "проклятого совка".

"Три стихии в одной пробирке" ("Юный техник", №7, 1982 г.)

В руке у кандидата химических наук Раушан Гайсиевны Сармурзиной кусочек неизвестного мне металла.
— Попробуйте угадать, что это, — предлагает Раушан Гайсиевна. На моих глазах кусочек был опущен в пробирку с обыкновенной водопроводной водой. Немедленно началась бурная реакция, по поверхности воды побежали пузырьки газа. Затем Раушан Гайсиевна осторожно .поднесла к краешку пробирки зажженную спичку. Газ загорелся спокойным бледно-голубым пламенем. Так горит только водород...
Я задумываюсь. Припоминаю запись уравнения подобной реакции:
Me +Н20 -> МеО + Н2 t
Что же здесь за таинственное "Me"? Ясно, что это активный металл, если уж вытесняет водород из воды. Мысленно перечисляю эти металлы: литий, калий, кальций, натрий, магний... Но ни один из них не имеет такой странной окраски: то ли коричневой, то ли темно-серой.
Что там у нас дальше? Марганец, цинк, хром...
Раушан Гайсиевна улыбается:
— Не угадаете. Это алюминий
Алюминий?! Но ведь он серебристо-белого цвета! И, что еще важнее — на воздухе этот металл всегда покрыт очень прочным, хотя и тонким, слоем окиси, что делает его совершенно пассивным по отношению к воде...
В преодолении этого, казалось бы, непреодолимого факта и состоит суть работы, проведенной в Институте органического катализа и электрохимии Академии наук Казахской ССР. Впрочем, сначала уясним себе, зачем его, этот факт, преодолевать?
Ученые считают водород топливом будущего. Теплота его згорания почти втрое больше, чем у нефти и нефтепродуктов, и примерно вчетверо больше, чем у каменного угля. Вдобавок, запасы водорода на нашей планете практически безграничны. Правда, почти весь он находится в химически связанном виде: в первую очередь это вода, как пресная, так и морская. Уже не первый год существуют образцы автомобилей, работающие на бензине, обогащенном водородом, и даже на чистом водороде. Стоит ли говорить, что такой автомобиль безвреден для окружающей среды; выхлопные газы его двигателя — водяные пары! Но даже неопытный химик знает, что прямое разложение воды — электролиз — процесс энерго-ем к нйЧ-То, что сейчас происходит перед моими глазами, — результат долгих поисков и экспериментов казахских ученых. В чем же секрет их изобретения?
В алюминий при плавке вводятся соли-катализаторы, содержащие индий, галлий и ртуть. Количественный состав этой добавки и технология плавки подобраны таким образом, чтобы соли не вступали с металлом-основой в химическое взаимодействие, а образовывали с ним микрогальванические пары, в которых алюминий является анодом, а частицы добавок — микрокатодами.
Стоит такому нашпигованному катализатором алюминию попасть в электролит (в данном случае в воду), как начинается активный электрохимический процесс, который не в силах сдержать никакая окисная пленка. На моих глазах она растрескивается, словно яичная скорлупа, и опадает на дно пробирки. Как окисляется алюминий, превращаясь в окись Аl2О3, разглядеть трудно. Тем более не увидишь невооруженным глазом, как на микрокатодах — фазовых включениях катализаторов — начинает выделяться водород. Зато отлично видно