image: RUDN University chemists have proposed a new method of producing fuel from Jatropha Curcas, a poisonous tropical plant. Natural minerals and a non-toxic additive from vegetable raw materials are used for that. The reaction efficiency is 85%. The fuel can be used in diesel internal combustion engines. view more
Credit: RUDN University
Unos químicos de RUDN University han propuesto un nuevo método para producir combustible a partir del aceite de Jatropha curcas, una planta venenosa de origen tropical. Para esto, se usan minerales naturales y un aditivo vegetal que no es tóxico. La eficiencia de la reacción es del 85%. El combustible se podría utilizar en motores diésel. Los resultados han sido publicados en International Journal of Green Energy.
La Jatropha curcas es común en muchas regiones tropicales. Sus semillas contienen bastante aceite, pero no son aptas para la agricultura. El aceite contiene toxinas que son peligrosas para los seres humanos y los animales. Sin embargo, la composición del aceite de esta planta es adecuada para la producción de biocombustible. Uno de los objetivos clave de los investigadores en el procesamiento de esta y otras materias primas vegetales es seleccionar catalizadores suficientemente eficaces y seguros. Por tanto, unos químicos de RUDN University encontraron un catalizador adecuado y seleccionaron un aditivo óptimo, una sustancia que mejora las propiedades del combustible.
"Durante la producción de biodiésel a partir de grasas vegetales y animales, los catalizadores minerales con una composición química compleja como las zeolitas (silicatos de calcio y sodio) mostraron un buen desempeño. Son bastante activas, ecológicas y se pueden reutilizar. No obstante, el biocombustible, así como los hidrocarburos, no se puede usar sin aditivos", explicó Osman Mohamed Izeldin, estudiante de doctorado del Departamento de Química Física y Coloidal de RUDN University.
Los químicos de RUDN University decidieron utilizar furfural como aditivo para el biocombustible. Este se obtiene a partir de residuos vegetales, como aserrín o paja, y mejora las características del biodiésel, en particular, el índice de cetano (un indicador de inflamabilidad).
Inicialmente, los investigadores obtuvieron biodiésel a partir del aceite de Jatropha curcas. Para esto, el aceite se mezcló con una cantidad de metanol 3 veces mayor al mismo y como catalizador usaron minerales del grupo de las zeolitas, principalmente la thomsonita. La cantidad del catalizador fue 5 veces menor que la del aceite. Los químicos de RUDN University también probaron otras condiciones de reacción, pero el mayor rendimiento de biocombustible (hasta un 85% de los productos de la reacción) se obtuvo precisamente con mencionada proporción de reactivos y a una temperatura de 75 °C.
La parte fundamental del experimento fue seleccionar la cantidad óptima de furfural para mejorar las características del biocombustible. Los químicos de RUDN University mezclaron el biodiésel con el aditivo en cantidades iguales, en otras variantes usaron el doble de aditivo que combustible, y viceversa. El índice de cetano más alto (64.1) se obtuvo en el combustible con un 66.6% de furfural en su composición. Esto es 4.3 unidades más que en el biocombustible sin el aditivo. En esta proporción, el aditivo elimina del biodiésel todos los compuestos que afectan la inflamabilidad, como alcoholes y compuestos carbonílicos. Las características obtenidas del biocombustible a partir de Jatropha curcas hacen posible su uso en el futuro en motores de combustión interna.
"El aditivo redujo el contenido de aluminio, sodio, magnesio, potasio, hierro y otras sustancias del biodiésel que forman ceniza. Esta es un residuo sólido no combustible y producto de combustión. Esto no solo mejora el rendimiento del combustible, sino que también reduce el riesgo de desgaste del motor. Al mismo tiempo, el furfural es un aditivo estable a altas temperaturas y su producción y uso son ecológicos. Continuaremos los experimentos para mejorar el combustible diésel con esta sustancia", aclaró Tatiana Sheshko, Doctora en Ciencias Químicas, jefa del Laboratorio de Adsorción y Catálisis de RUDN University.
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International Journal of Green Energy