Новий, енергозберігаючі технології виробляє кремнезему сполук з навряд чи матеріалів: рису лушпиння, антифриз і спиртовий.
Силіки та інших сполук кремнію мають важливе значення для багатьох продуктів, що ми використовуємо щодня, і не тільки в ці маленькі пакети позначкою "НЕ ЇСИ." Вони звикли вбирати вологу, яка може пошкодити нових продуктів, і більшість з нас не надто замислюються про них.
Сотні тисяч тонн силіки та інших сполук кремнію проводиться щороку. Вони використовуються щоб полірувати кремнієвих пластин, які йдуть в електроніку, зміцнити шини, щоб фарби і паперу білий, як абразив зубна паста і так, в незліченних крихітні пакети силікагелю бісером.
Виробництво сполук кремнію високої чистоти є сьогодні, дорогих і углеродоемкіе процес, що вимагає опалення добували кремнію металу і Вугілля енергетичне вугілля до 3500 градусів за Цельсієм (6,332 градусів за Фаренгейтом) у електричних дугових печей.
Річард Лейн, професора матеріалознавства та інженерії в університеті штату Мічіган, який розробив новий процес, каже, що це може заощадити близько шести тонн викидів вуглецю за тонну кремнезему сполуки, що виробляються. Він оцінює, що витрати на техніку, щоб бути 90 відсотків менше, ніж поточний процес, з практично жодних вуглецевий слід.
Нова техніка, як вважають, перший прості, недорогі хімічний спосіб отримання кремнію високої чистоти сполук з сільськогосподарських відходів.
Райс лушпиння
Багато світових сільськогосподарських відходів містить кремнезему і пошук практичний спосіб витягти його тягнеться ще 80 років. Хоча новий процес може бути використаний для виробництва силіки та кремній, що містять хімічні речовини з багатьох видів сільськогосподарських відходів, Laine зосередилися на використанні лушпиння, що залишилися від обробки рису.
Корпусу є зовнішній шар зерна рису. Видаляється коли рис обробляється. Сотні мільйонів тонн лушпиння виробляються по всьому світу кожен рік. Багато хто згоряють для виробництва електроенергії, і попелу, що залишилося над містить високі рівні діоксиду кремнію. Деякі з цього попелу використовується в будівництві або як ізоляції, але більша частина його скидаються на звалищах.
Але під час світ переповнений кремнезему багатих рису Халл золи, вихід цієї кремнезему виявилася серйозною проблемою. Труднощі виникає в основному з неймовірно сильним хімічний зв'язок між кремнію і кисню, один з найсильніших, який існує в природі.
Whyantifreeze і етаноловий?
Лейн знайшов простий і недорогий для способи зламати цей зв'язок: етилен гліколь, антифриз і етанол, збереження або спиртовий. Антифриз, у поєднанні з невеликою кількістю Гідроксид натрію послаблює хімічних зв'язків між на кремнезему і попелу Халл Райс на початку процесу, розчинення в кремнезему в рідкому рішення.
Рішення нагрівають до 390 градусів за Цельсієм (734 градусів за Фаренгейтом), утворюючи полімер silica і антифриз. Хоча цей етап вимагають енергії, це більше, ніж компенсується енергію виробництва, якщо лушпиння рису спалили на початку процесу. І тому, що нагару при згорянні лушпиння раніше поглинені рослини рису, процес вважаються CO2 нейтральний. Опалення виробляє кремнезему антифриз полімер, який потім фільтрують для видалення попелу.
Спиртовий потім додається в кінці процесу. Він схожий хімічно антифриз, тому його легко свопи в замінити антифриз, який потім відновлений. Рідкого кремнезему можна дистильованої з цього друге рішення і використовується для виготовлення високої чистоти силіки продукт для промислового використання.
Лейн сформувала компанія, Mayasil, для комерціалізації технологій, який знаходиться в процесі створення "до пілотної" завод, який буде використано для розробки спрощену вгору виробничий процес. Якщо нарощування є успішним, Laine пророкує, що вона буде змінена шлях кремнезему продукти зроблені і використані.
Я думаю, врешті-решт, ми будемо випускати кремнію високої чистоти та інших сполук кремнію поруч з рисових полів,"Лейн каже. "Це буде можливо обробляти рису і виробляти високого класу силіки в одному розташуванні з мало або взагалі не вуглецевий слід. Це дійсно дуже цікаво".