微型化工厂：MIT衍生公司改造内燃机用废弃甲烷生产绿色燃料

起源：DeepTech深科技起源：MIT News | Emvolon 采取了一种全新的甲烷处置方法，经由过程改革汽车动员机，使其成为模块化、低本钱的绿色化学品出产安装。增加甲烷排放是应答气象变更的重要义务之一，由于甲烷在年夜气中捕捉热量的才能极强：在 20 年的时光标准上，甲烷的温室效应是二氧化碳的 84 倍。但是，作为自然气的重要身分，甲烷也是一种可贵的燃料，同时是多种主要化学品的前体。应用甲烷排放来制作负碳资料的重要阻碍在于，甲烷气体的工资排放源——如渣滓填埋场、农场以及油气井——平日范围较小且散布疏散，而传统化工处置设备则宏大且会合。这使得捕捉、运输跟转化甲烷气体的本钱昂扬，难以蒙受。成果，年夜少数公司抉择在排放地直接焚烧或“开释”甲烷，将其视为淹没本钱跟情况累赘。MIT 衍生公司 Emvolon 采取了一种全新的甲烷处置方法，将汽车动员机改革为模块化、低本钱的化工安装。该公司的体系能够当场将甲烷气体转化为液体燃料，如甲醇跟氨，这些燃料能够被直接应用或经由过程尺度货车集装箱运输。“咱们将这视为一种化学制作的新方法。”Emvolon 结合开创人兼首席履行官 Emmanuel Kasseris（MIT 硕士 07 届，博士 11 届）表现，“咱们从甲烷动手，由于甲烷是一种丰盛的排放物，同时也是能够应用的资本。经由过程甲烷，咱们能够同时处理两个成绩：寰球约 15% 的温室气体排放来自难以减排的范畴，如航运、航空、重型卡车跟铁路；尚有约 15% 的排放来自疏散的甲烷排放源，如渣滓填埋场跟油井。”经由过程应用批量出产的动员机并省去管道等基本设备的投资，该公司表现，甲烷转化的经济吸引力年夜幅晋升，无望实现范围化利用。该体系还能够应用由间歇性可再生动力出产的绿色氢气，将其转化为氨，这种燃料同样能够用于化肥的脱碳出产。“将来，咱们将须要绿色燃料，由于你无奈让年夜型船舶或飞机完整依附电力——必需应用高能量密度、低碳脚印、低本钱的液体燃料。”Kasseris 表现，“出产这些绿色燃料的动力资本要么是散布式的，比方甲烷，要么是可变的，比方风能。因而，不克不及只靠一个领有自力邮编的宏大工场。你要么须要散布式出产，要么须要可变性，而这两种方法都合适这种模块化计划。”从猖狂的主意到一家企业Kasseris 于 2004 年作为研讨生离开 MIT 进修机器工程，事先他在 Sloan Automotive Lab 参加了一份对于交通运输将来的讲演编写任务。在攻读博士时期，他为一个汽车跟动力公司的同盟开辟了一种进步内燃机燃油效力的新技巧，结业后便参加该同盟任务。2014 年阁下，他接到了 Leslie Bromberg（MIT 本科 73 届，博士 77 届）的接洽。Bromberg 是一位领有超越 100 项专利的持续发现家，在 MIT 等离子迷信与聚变核心担负首席研讨工程师近 50 年。“Leslie 有一个猖狂的主意，就是将内燃机改革成一个反映器。”Kasseris 回想道，“我在产业界任务时也曾斟酌过这个主意，而且很爱好，但事先的公司以为这项任务须要更多验证。”Bromberg 经由过程一项由美国动力部赞助的名目实现了验证。他在名目中应用柴油动员机停止甲烷“重整”，即一种高压化学反映，将甲烷与蒸汽跟氧气联合天生氢气。这项任务让 Kasseris 印象深入，并促使他在 2016 年从新回到 MIT 担负研讨迷信家。“咱们除了停止其余名目之外，还在这个主意上持续尽力，终极到了咱们决议从 MIT 取得受权并尽力推动的阶段。”Kasseris 回想道，“作为 MIT 的发现人，与 MIT 技巧受权办公室配合十分轻易。你能够取得低本钱的受权选项，这对始创公司来说十分主要；一旦筹备停当，你就能够终极实现受权协定。能够说，MIT 在这个进程中起到了要害感化。”Emvolon 持续与 MIT 的研讨社区配合，援助了与声誉退休教学 John Heywood 的名目配合，并参加了 MIT 创业导师效劳跟 MIT 产业联系打算。一台动员机驱动的化工场Emvolon 体系的中心是一台现成的汽车动员机，以“富燃料”形式运转，即燃料与氛围的比例高于完整焚烧所需的比例。“提及来简略，但这背地包括了大批常识产权，这恰是 MIT 开辟的结果。”Kasseris 表现，“与其将甲烷完整焚烧天生二氧化碳跟水，不如将其局部焚烧或局部氧化为一氧化碳跟氢气，而这些是一系列化学品分解的基础质料。”氢气跟一氧化碳作为旁边产品，经由过程进一步反映能够分解多种化学品。这些加工步调就在动员机旁边实现，而动员机本身则供给所需的能源。每套 Emvolon 的自力体系都能够装入一个 40 英尺的集装箱内，天天可将 30 万尺度破方英尺的甲烷气体转化为约 8 吨甲醇。该公司起首抉择绿色甲醇作为产物，由于它是航运跟重型运输等难以减排行业的幻想燃料，同时也是其余低价值化学品（如可连续航空燃料）的优良质料。很多航运船舶曾经改用绿色甲醇，以满意去碳化目的。往年炎天，Emvolon 还取得了美国动力部的赞助，用于改良其工艺，将太阳能跟风能等动力转化为干净液体燃料。“咱们盼望扩大到其余化学品，比方氨，同时应用其余质料起源，如生物资跟可再生电力发生的氢气，现在咱们在这些偏向上曾经获得了可喜的结果。”Kasseris 说，“咱们以为，这是一种为动力转型供给处理计划的好方式，同时在转型前期还能用于电子制作范畴。”存在扩大性的方式Emvolon 曾经在位于马萨诸塞州 Woburn 的 5000 平方英尺总部建成了一套体系，日出产绿色甲醇可达 6 桶。“对化学技巧，人们常常探讨缩小进程中的危险，但对动员机来说，假如单缸动员性能畸形任务，咱们就晓得多缸动员机也能行，”Kasseris 表现。“这只是工程成绩。”上个月，Emvolon 发布与 Montauk Renewables 告竣协定，在德克萨斯州的一处渣滓填埋场旁制作一台贸易范围的树模安装，初期每年可出产多达 1.5 万加仑绿色甲醇，前期可扩展到每年 250 万加仑。经由过程扩大至 Montauk 的其余站点，这一名目的产量无望晋升十倍。“咱们的全部流程是为动力转型计划的一种十分事实的方式。”Kasseris 说，“咱们的处理计划旨在以市场以后可能接收的价钱出产绿色燃料跟化学品，而无需依附补助。经由过程将动员机用作化工场，咱们可能使单元产出的资源付出濒临于年夜型工场，但以模块化范围实现，可能直接位于低本钱质料邻近。别的，咱们的模块化体系投资较小，仅需 100 万到 1000 万美元，能够在多少周内独自安排，相较于耗时数年、本钱数亿美元的年夜型化工场建立名目，这种方式更快捷。”原文链接：https://news.mit.edu/2024/emvolon-turns-automotive-engines-into-green-fuel-chemical-plants-1119 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->