汽车燃料的生物化学。免费技术图书馆新闻

汽车燃料的生物化学

24.04.2015

在路上，您可以越来越多地看到使用汽油而不是汽油的汽车。这些主要是商用车辆 - 卡车或公共汽车，使用汽油驾驶更经济。标有“易燃”的红色气瓶内部通常是丙烷气体或与其他碳氢化合物（如丁烷）的混合物。

所有这些碳氢化合物都是通过处理从地球内部提取的气体或石油而获得的，人类已经学会将其用作燃料或作为生产各种塑料的原材料。然而，最近，从生物原料中获取燃料的技术得到了广泛的发展。但是，如果像生物乙醇或生物柴油这样的术语已经存在了很长时间，那么“沼气”呢？

他们学会了如何从生物废物中获取甲烷——许多碳氢化合物中最简单的一种。为此，使用了特殊的生物反应器。在其中，特殊类型的细菌处理生物质，产生气体混合物，主要由我们需要的甲烷组成。然后可以清除杂质，在压力下泵入特殊容器并用作燃料。这样的过程已经创建、完成，并且已经有使用沼气运行的公共汽车。但是，有一个问题，那就是甲烷与较重气体的性质不同。

事实是丙烷和丁烷可以在常温和相对较低的压力下转化为液态。以一个普通的家用打火机为例——一个由透明塑料制成的薄壳足以安全地储存液化碳氢化合物。但这不适用于甲烷 - 为了将甲烷转化为液体，必须将其冷却至 - 82°C的温度。因此，为了储存必要数量的甲烷，必须使用能够承受数百个大气压的容器。

这使得甲烷成为比丙烷更不方便的运输燃料。然而，如果存在可以合成甲烷的细菌，那么合成复杂碳氢化合物的一切都会更加悲惨：在自然界中，没有这样的生物过程会导致丙烷的形成。

曼彻斯特大学生物技术系的研究人员已经解决了这个问题，并提出了一种制造生物丙烷的方法。为此，他们人为地改变了大肠杆菌产生酒精-丁醇的生化过程。丁醇或丁醇与众所周知的乙醇的碳链长度不同——它有四个碳原子，而不是两个，就像乙醇一样。生化学家设法改变了过程的方向，以便在反应的最后阶段，得到丙烷而不是丁醇。

当然，到目前为止，这只不过是一项实验室研究，它展示了一种可以获得生物来源的复杂碳氢化合物的方法。但是，它有机会成为获得高效燃料的替代方法的基础。

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星际飞船的太空能源 08.05.2024

随着新技术的出现和太空计划的发展，在太空生产太阳能变得越来越可行。初创公司 Virtus Solis 的负责人分享了他的愿景，即利用 SpaceX 的 Starship 建造能够为地球供电的轨道发电厂。初创公司 Virtus Solis 推出了一项雄心勃勃的项目，利用 SpaceX 的 Starship 建造轨道发电厂。这个想法可以显着改变太阳能生产领域，使其更容易获得和更便宜。该初创公司计划的核心是降低使用 Starship 将卫星发射到太空的成本。这一技术突破预计将使太空太阳能生产相对于传统能源更具竞争力。 Virtual Solis 计划在轨道上建造大型光伏板，并利用 Starship 运送必要的设备。然而，关键挑战之一 ... >>

制造强大电池的新方法 08.05.2024

随着技术的发展和电子产品的广泛使用，创造高效、安全能源的问题变得越来越紧迫。昆士兰大学的研究人员推出了一种制造高功率锌基电池的新方法，该方法可能会改变能源行业的格局。传统水基充电电池的主要问题之一是电压低，这限制了它们在现代设备中的使用。但由于科学家开发出一种新方法，这一缺点已被成功克服。作为研究的一部分，科学家们转向了一种特殊的有机化合物——儿茶酚。事实证明，它是一个可以提高电池稳定性并提高其效率的重要组件。这种方法使得锌离子电池的电压显着提高，使其更具竞争力。据科学家称，这种电池有几个优点。他们有b ... >>

温啤酒的酒精含量 07.05.2024

啤酒作为最常见的酒精饮料之一，有其独特的味道，会根据饮用温度的不同而发生变化。国际科学家团队的一项新研究发现，啤酒温度对酒精味觉有显着影响。由材料科学家雷江领导的这项研究发现，在不同温度下，乙醇和水分子形成不同类型的簇，从而影响酒精味道的感知。在低温下，会形成更多的金字塔状簇，从而降低“乙醇”味道的刺激性，使饮料的酒精味更淡。相反，随着温度升高，簇变得更加链状，导致酒精味更明显。这解释了为什么某些酒精饮料（例如白酒）的味道会根据温度而变化。获得的数据为饮料制造商开辟了新的前景， ... >>

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Microchip MCP1631 PWM 调制器 17.11.2021

Microchip 开发了高速 PWM 调制器，可以将大多数通用微控制器转变为具有灵活功能的成熟开关电源转换器控制器。 MCP1631 系列的每个微电路都包含一组用于现代 PWM 控制器的基本节点，包括高速 PWM 调制器、MOSFET 驱动器、放大器、比较器，以及连接微电路所有组件的附加模拟和数字元件成一个单一的系统。同时，转换器的高级控制，包括转换频率的形成、输出电压和输出电流的设置，都是使用通用微控制器通过生成和处理少量信号以编程方式进行的。

芯片 MCP1631 和 MCP1631HV 旨在创建电流调节器，而 MCP1631V 和 MCP1631VHV 是创建电压调节器的基础。 MCP1631 和 MCP1631HV 微电路的功率部分可以使用电压为 3,0 ... 5,5 V 的主电源供电。对于更高电压的应用，您应该使用 MCP1631HV 或 MCP1631VHV 微电路，其输入电压工作范围扩展到16 V。同时，片上高压版本的 MCP1631 芯片（MCP1631HV 和 MCP1631VHV）有一个额外的 LDO 稳压器，输出电压为 3,3 或 5 V，最大输出电流高达 250 mA，这可用于为微控制器和其他辅助节点供电。

由于所有高级功能都在软件中实现，因此可以通过修改源代码或更改非易失性存储器中的设置（如果软件支持此类功能）轻松更改同一电路的应用程序分配。例如，同一个充电器可以很容易地重新配置为使用锂离子、镍镉、镍金属氢化物或铅酸电池，并且电池的最大数量和容量仅取决于电源单元的能力，电压限制阈值、充电电流值以及充电宏算法由软件生成。此外，高级软件的更换将允许在不修改电源部分的情况下将充电器变成例如具有可定制类型和数量的灯的 LED 驱动器。

为了使 MCP1631 芯片正常工作，外部软件必须生成信号来设置输出电压、输出电流以及 PWM 信号的频率和占空比来控制功率晶体管。如有必要，微控制器还可以提供功率晶体管或电池的温度控制。其余的低级功能，包括浪涌保护，由 MCP1631 芯片的节点处理。

MCP1631芯片特点：

能够创建具有可编程设置的通用充电器，以处理不同类型和数量的电池；
可以创建开关频率高达 2 MHz 的转换器；
创建具有智能功能的电力系统（智能电力系统）的能力；
能够创建电流稳定器（MCP1631、MCP1631HV）和电压稳定器（MCP1631V、MCP1631VHV）
能够使用电压高达 16 V 的主电源（MCP1631HV、MCP1631VHV）；
附加 LDO 稳定器，输出电压为 +3,3 或 +5,0 V，输出电流高达 250 mA（MCP1631HV、MCP1631VHV）；
使用外部微控制器设置开关频率、最大占空比、输出电压和输出电流；
存在误差放大器，以及电压和电流传感器产生的信号放大器；
存在过压保护比较器；
存在防止降低输入电压的保护单元；
存在输出电流高达 1 A 的外部 MOSFET 驱动器；
关闭模式下的低电流消耗（约 2,4 μA）；
实现温度控制的可能性（使用微控制器）；
支持多种封装类型：20 引脚 TSSOP、SSOP（所有版本）和 20 引脚 4 x 4 mm QFN（仅限 MCP1631 和 MCP1631V）。
MCP1631系列芯片可用于的主要应用有：
支持不同类型电池的通用充电器；
LED照明和照明系统；
基于 SEPIC 拓扑的通用脉冲转换器；
USB充电。

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