De nombreux véhicules utilisent maintenant du carburant à l’éthanol. Si vous regardez le processus de production, vous pourriez facilement le confondre avec une brasserie et vous ne seriez pas trop loin de la vérité. Le processus implique la fermentation, la distillation et la déshydratation comme moyen d’extraire finalement le combustible en tant que produit raffiné.

De quoi Il est fait
L’éthanol est principalement un produit naturel et provient de cultures telles que le maïs, les céréales et la canne à sucre. Cela le rend très durable dans un environnement où les producteurs soucieux de l’énergie sont poussés à s’éloigner des combustibles fossiles. Dans une culture durable, il y a suffisamment d’espace pour cultiver des cultures vivrières ainsi que des cultures combustibles et cela pourrait être très avantageux pour les agriculteurs dans les années à venir. Tous les sous-produits naturels de ces cultures peuvent être transformés en une sorte de biocarburant pour bénéficier aux masses et soutenir la vie verte.

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Le processus de production
Le processus de création d’éthanol en tant que carburant commence par la fermentation microbienne des sucres naturels. Avant que ce processus puisse commencer, certains produits doivent subir un processus de saccharification. Ce processus convertit les glucides naturels, comme l’amidon et la cellulose, en sucre au moyen d’enzymes. Comme pour la production d’alcool, ces sucres sont ensuite distillés. Une fois ce processus terminé, le processus de déshydratation a lieu.

Distillation du mélange
Pour que l’éthanol devienne un carburant viable, l’eau dans sa structure doit être éliminée. La distillation en éliminera la majeure partie, mais elle réduit la pureté à environ 96%. Cela réduit l’efficacité, de sorte que d’autres processus doivent être soumis afin de créer une version plus pure. Par conséquent, la déshydratation est une autre étape par laquelle le processus est poursuivi pour produire le produit final.

Le processus de déshydratation
La déshydratation comprend cinq étapes de base pour éliminer complètement le mélange azéotropique de l’eau éthanol. Le processus initial est appelé « distillation azéotropique », dans laquelle du cyclohexane et du benzène sont ajoutés. Cette combinaison crée un mélange azéotropique hétérogène d’un mélange vapeur/liquide/liquide. Lorsque celui-ci est distillé, il provoque la production d’éthanol anhydre. Il produit également un mélange vaporeux de cyclohexane, de benzène et d’eau qui, une fois condensé, se transforme en un liquide en deux parties. De là, un composant ternaire est ajouté afin d’augmenter la volatilité de l’éthanol.

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Préoccupations environnementales
Les usines de production d’éthanol devraient accorder une attention particulière aux politiques d’économie d’énergie. Cela a conduit certaines entreprises à chercher des moyens de réduire les coûts de traitement ainsi que l’impact environnemental. Certains sont devenus des partisans de la suppression du processus de distillation au profit d’une simple déshydratation. Cela nécessite l’utilisation de tamis pour éliminer moléculairement l’eau du carburant à l’éthanol. De nombreuses autres méthodes sont étudiées et envisagées afin de rendre le processus plus simple, plus court et moins coûteux, mais celles-ci sont toujours à l’étude.

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Avantages et inconvénients de l’éthanol

Les États-Unis et le Brésil sont les plus grands consommateurs et producteurs d’éthanol. De nombreux véhicules américains sur la route sont aujourd’hui des véhicules à carburant flexible, capables de fonctionner avec un mélange d’essence et d’éthanol. Véhicules à carburant le plus flexible de l »U.S. permettre des mélanges d’éthanol à 10% et d’essence à 90%. Au Brésil, de nombreuses voitures fonctionnent à l’éthanol E85, soit 85% d’éthanol. En raison de la pression pour devenir indépendants de l’énergie et plus soucieux de l’environnement, les carburants alternatifs comme l’éthanol sont devenus une source importante de carburant. Il y a, bien sûr, des avantages et des inconvénients au carburant à l’éthanol.

Production de combustibles plus verts
La production d’éthanol génère moins d’émissions de gaz à effet de serre que les autres combustibles. Le processus de production comprend la culture, qui nécessite un équipement à moteur diesel qui émet de la pollution. Le procédé consiste également à distiller ou à séparer l’eau de l’alcool, qui utilise généralement de l’énergie électrique générant du charbon. Mais la production d’éthanol à partir de maïs au lieu d’essence réduit les émissions de gaz à effet de serre de 13%, selon les chercheurs. Cette réduction peut également être augmentée à l’avenir en améliorant la technologie et en utilisant des sources comme switchgrass à la place.

Bilan énergétique positif
De nombreux critiques de l’éthanol estiment qu’il faut plus d’énergie pour produire de l’éthanol qu’il n’en fournit en tant que carburant. La raison en est que l’éthanol diminue le kilométrage d’une voiture. Cependant, une étude révèle que l’éthanol-carburant issu du maïs crée un bilan énergétique positif. La production d’éthanol crée plusieurs sous-produits et des produits de valeur comme l’huile de maïs.

Prix fluctuant
Le prix pour faire le plein d’éthanol varie considérablement et fluctue différemment de celui de l’essence. Dans le passé, l’éthanol s’est vendu près de 30 cents de moins par gallon par rapport à l’essence ordinaire. Cependant, l’éthanol s’est également vendu 80 cents de plus que l’essence. Ces changements et différences de prix sont généralement dus à la localisation régionale. Par exemple, l’éthanol est susceptible d’être moins cher dans le Midwest où plus de maïs est cultivé.

Kilométrage inférieur
L’éthanol contient naturellement moins d’énergie que l’essence. Le résultat malheureux est une diminution du kilométrage de 20 à 30% pour les véhicules fonctionnant au carburant alternatif. Pour les personnes qui vivent dans des régions où l’éthanol est plus cher, l’essence peut être particulièrement moins chère à acheter. Cependant, il existe des technologies de moteur qui atténuent cet effet de kilométrage et que l’on retrouve dans certains véhicules à carburant flexible.

Mauvaise infrastructure
Il manque d’installations de production d’éthanol pour que le carburant soit plus largement utilisé. En conséquence, il y a également un manque de stations de ravitaillement en éthanol. La majorité de ces stations se trouvent dans le Midwest, où la production d’éthanol est la plus élevée. De nombreux conducteurs qui ont des automobiles à carburant flexible ne font que faire le plein d’essence au lieu du mélange de carburant. Il est évident qu’il faut plus de distribution et de production pour que l’éthanol devienne aussi accessible que l’essence conventionnelle.

Fonctionnement d’une pile à combustible à l’éthanol

Une pile à combustible à l’éthanol est une alternative à un moteur à combustion interne traditionnel. Dans une pile à combustible, le taux de conversion du carburant est de 40 à 50%, contre 15 à 20% avec un moteur à combustion interne. Parce que la membrane de la cellule doit être maintenue propre, le choix logique du carburant est l’éthanol propre et hydraté.

Une pile à combustible peut être comparée à une batterie. Dans une pile à combustible, il y a deux électrodes, une anode et une cathode, séparées par une membrane échangeuse de protons. L’anode d’une extrémité agit comme l’extrémité positive et la cathode de l’autre extrémité agit comme l’extrémité négative. Un côté contient un carburant à base d’hydrogène, en l’occurrence de l’éthanol, et l’autre est à base d’oxygène. Un catalyseur électrolytique entoure la membrane échangeuse de protons. Lorsque le carburant et l’oxygène traversent les électrolytes et sont mélangés, de l’énergie est produite. Tant que le carburant est réapprovisionné, la cellule continuera à produire de l’énergie jusqu’à ce que la membrane ou le catalyseur devienne trop sale ou endommagé pour continuer la production.

Où elles sont utilisées
Les piles à combustible à l’éthanol sont encore en développement, mais elles peuvent être utilisées pour alimenter les voitures et les camions. Plus la technologie est avancée, plus les cellules deviendront répandues. Ils peuvent également être utilisés pour alimenter d’autres sources de transport, notamment des scooters, des autobus, des trains et des avions, ainsi que des hôpitaux, des entreprises et des immeubles de bureaux. Les applications sont infinies et croissent quotidiennement. Les objectifs de l’industrie sont que les piles à combustible soient utilisées un peu comme les batteries actuellement, alimentant les téléphones cellulaires, les ordinateurs portables et d’autres types de technologies de communication.

Pourquoi les piles à combustible à l’éthanol sont importantes
Technologie des carburants propres, voitures et camions à carburant flexible, développement de biodiesels, diminution de la dépendance aux combustibles fossiles; toutes ces technologies ouvrent la voie aux États-Unis pour mettre fin à leur dépendance aux combustibles fossiles. Ces technologies incluent l’utilisation de l’éthanol comme carburant ou additif de carburant. À mesure que nos besoins en carburant et en sources d’énergie augmentent, la pression pour développer des technologies telles que la pile à combustible à éthanol augmente, afin de créer une production et un transport d’énergie plus propres et durables.

Méthanol vs. Éthanol
Le méthanol et le carburant à base d’éthanol figurent parmi les alternatives les plus écologiques à l’essence. Les deux offrent moins de dépendance aux combustibles fossiles et utilisent, en partie au moins, des matériaux durables comme source. Lequel d’entre eux offre la meilleure solution en tant que carburant?

Coût
Il est moins cher de produire du carburant au méthanol que de produire du carburant à l’éthanol. Cela lui donne un avantage distinct. Une plus grande variété de matériaux, à la fois des matériaux de biomasse et du charbon et du gaz naturel, peut être exploitée pour fabriquer du méthanol, alors que l’éthanol est essentiellement de l’alcool de grain, également connu sous le nom de clair de lune. En termes de sécurité, le méthanol et l’éthanol ne sont pas du tout égaux. Le méthanol est beaucoup plus sûr, en grande partie parce qu’il est beaucoup moins inflammable. Du côté de l’éthanol, il est beaucoup moins toxique que le méthanol.

Énergie
Le méthanol ne contient que 67% de l’énergie de l’essence par gallon, tandis que l’éthanol contient 75% de l’énergie de l’essence par gallon. Cela signifie que ni l’un ni l’autre ne gère le même kilométrage par gallon. Ce chiffre est compensé par le fait qu’ils sont moins chers à produire. Ils gèrent un kilométrage beaucoup plus élevé par dollar. Alors que les prix du gaz continuent d’augmenter, le méthanol et l’éthanol deviennent de bien meilleures offres.

Corrosion
Le carburant au méthanol a besoin d’additifs pour fonctionner dans un moteur de voiture, sinon il peut provoquer de la corrosion. Le carburant à l’éthanol, en revanche, peut fonctionner dans un moteur à essence standard sans aucun réglage. Si le moteur a été modifié pour faire fonctionner du méthanol, il pourra également faire fonctionner de l’éthanol ou du gaz ordinaire.

Qualités vertes
Le méthanol et l’éthanol sont biodégradables et se dissolvent au contact de l’eau. Cela en fait une bien meilleure option pour l’environnement que l’essence. Il convient cependant de noter que, comme l’éthanol est produit à partir de matières végétales, vous devez tenir compte de l’énergie dépensée dans la croissance de ces plantes. Lorsqu’il est décomposé, l’éthanol est loin d’être aussi vert que le prétendent ses promoteurs. Il faut beaucoup plus d’énergie pour produire un seul gallon d’éthanol que pour produire un gallon de méthanol, car presque tout peut être utilisé pour produire cela. Fournir de l’éthanol aux besoins en carburant de la nation signifierait remettre toutes les terres agricoles à la production de maïs, qui pourrait être utilisé pour le fabriquer, et ce n’est pas une solution réalisable.

Éthanol E85
L’éthanol E85 est un mélange d’éthanol et d’essence. C’est 85% d’éthanol et 15% d’essence. Il brûle plus proprement que l’essence et aide à étirer davantage l’approvisionnement fini en gaz. Cependant, le kilométrage dans une voiture n’est pas aussi bon qu’un essence ordinaire. Le gain de pollution de l’air est compensé par le manque de kilométrage, ce qui constitue un compromis délicat, le méthanol restant devant comme carburant.

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