Štede energiju, nove tehnologije proizvodi silika tvari od vjerojatno materijala: riža plovila, antifriz i alkohol.
Taložnog silikata i silikona spojeva su neophodni za mnoge proizvode koje koriste svaki dan, i ne samo u one male pakete označena "NEMOJTE JESTI." Služe za apsorpciju vlage koja može oštetiti novih proizvoda, a većina nas ne razmišlja puno o njima.
Stotine tisuća tona taložnog kremena i drugih spojeva silika proizvode se svake godine. Služe za poliranje silikonski vafli koji idu u elektroniku, za jačanje gume, da bi boje i papir bijeli, kao abrazivna pasta za zube, i da, u bezbroj malih paketića silika gel kuglice.
Silicij visoke čistoće tvari za proizvodnju je danas skupo i ugljik-intenzivna proces koji zahtijeva grijanje minirano silicij metala i antracit ugljena do 3 500 stupnjeva Celzija (6,332 stupnjeva Celzijusa) u električni luk peći.
Richard Laine, profesor znanost materijala i inženjering na Sveučilištu u Michiganu koji je razvio novi proces, kaže to bi moglo spasiti oko šest tona emisija ugljičnog dioksida po toni silika spojeva proizvedenih. On procjenjuje trošak tehnika da se 90 posto manje nego trenutni proces, s gotovo nema ugljika.
Nova tehnika je povjerovan biti prvi jeftinu kemijsku metodu za proizvodnju silicij visoke čistoće tvari iz poljoprivrednog otpada.
Riža plovila
Velik dio svjetski poljoprivredni otpad sadrži silicijev dioksid, i potraga za praktičan način to ekstrakt proteže se 80 godina. Dok novi proces mogao koristiti za proizvodnju silikata i silikona koje sadrže kemikalije iz mnogih vrsta poljoprivrednog otpada, Laine usmjerena na korištenje plovila iz obrade riže.
Trup je najudaljeniji sloj zrna riže. Posrijedi je maknuti našto riža je obrađena. Stotine milijuna tona trupa se proizvode širom svijeta svake godine. Mnogi su spalili za proizvodnju električne energije, a pepeo koji je preostao sadrži visoke razine silikata. Neki od ovaj pepeo se koristi u konstrukciji ili kao izolacija, ali mnogo toga je bačena u odlagalištima otpada.
Ali dok je svijet preplavljen silika-bogata rižom trupa pepela, izaći da silicij-dioksid je dokazano da se veliki izazov. Poteškoća proizlazi uglavnom iz nevjerojatno jake kemijske veze između silicija i kisika, jedan od najjačih koji postoji u prirodi.
Whyantifreeze i etanol.
Laine pronašli dva jednostavan i jeftin način razbiti da Bondu: Etilen glikol, ili antifriz, a etanol ili žitni alkohol. Antifriz u kombinaciji s malom količinom natrijev hidroksid slabi kemijske veze između silicij i riža trupa pepeo na početku procesa, otapanje silicij u tekuća otopina.
Rješenje je zatim zagrijava do 390 stupnjeva Celzija (734 stupnjeva Celzijusa), formiranje polimera SiO2 i antifriz. Dok ova faza zahtijeva energiju, to je više nego offset od energije proizvedene kada riža plovila su spalili na početku procesa. I zato što ugljik otpušten kada se plovila su spalili resorbiralo riža biljke, proces smatra se ugljik-neutralni. Grijanje proizvodi silika-antifriz polimer koji se zatim filtrira ukloniti pepeo.
Alkohol je zatim dodao na kraju procesa. To je sličan antifriz, tako da je lako swaps u zamijeniti antifriz, koji je potom reciklirati. Tekući silicij možete biti destilirana iz ovog drugog rješenja i da taložnog silicij visoke čistoće proizvoda za industrijsku upotrebu.
Laine je osnovala tvrtku, Mayasil, komercijalizirati tehnologija koja je u procesu izgradnje "unaprijed pilot" postrojenja koja će se koristiti za razvoj scaled se proizvodni proces. Ako je povećavanje uspješno, Laine predviđa da će iz temelja promijeniti način silika proizvodi izrađeni su i koristi.
"Mislim da na kraju, mi ćemo proizvode visoke čistoće silika i drugi spojevi silicija uz rižina polja," Laine kaže. "To će biti moguće obraditi riže i proizvoditi visoko kvalitetni kremena na jednom mjestu s malo ili bez ugljika. To je vrlo uzbudljivo."