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生物または最近の生物、またはバイオマスに由来するバイオ燃料の基本組成は、化石燃料の組成よりも複雑です。化石燃料は炭素と水素原子、または炭化水素のみで構成されていますが、バイオ燃料には酸素原子が含まれており、その化学組成には酸、アルコール、エステルが含まれます。
バイオブタノール
バイオブタノールは、バイオマスから得られるか、反ru動物や土壌で見つかった生物を使用した発酵によって生成されます。ブタノールの基本組成は、C（炭素）、H（水素）、およびO（酸素）で構成されています。ブタノール分子の化学式はC4H10Oです。バイオブタノールはエタノールよりも多くのエネルギーを提供し、ガソリンと混合して温室効果ガスの削減に役立ちます。ガソリンで走る車はすべて、バイオブタノールブレンドで走ることができます。
バイオディーゼル
植物油と動物性脂肪に由来するバイオディーゼル分子は、12〜24の炭素原子の単鎖を含む長鎖脂肪酸のエステルです。エステルにはアルコールとカルボン酸が含まれています。カルボン酸にはCOOH（カルボキシル）が含まれ、アルコールにはOH（水酸化物）が含まれます。バイオディーゼルは、従来のディーゼルよりもきれいに燃焼し、硫黄と微粒子の生成が少なくなります。しかし、バイオディーゼルは石油ベースのディーゼルよりもわずかに少ないエネルギーを供給し、エンジン部品に対してより腐食性があります。
エタノール
トウモロコシ、テンサイ、サトウキビに由来し、コーンストーバーやスイッチグラスなどの他のエタノール生産源が開発中です。炭素、水素、および水酸化物基を含むエタノール分子の化学式はC2H5OHです。米国で販売されている車両はすべて、10％エタノールと90％無鉛ガソリンのブレンドであるE10で走行できます。ガソリンのエネルギーの約50％を供給することで、エタノールの燃焼はよりクリーンになり、一酸化炭素は減少しますが、スモッグは増加します。
メタノール
最も単純なアルコールであるメタノールは、埋立地ガス、発電所の排出物、大気中の二酸化炭素だけでなく、あらゆる植物材料から得ることができます。メタノールの基本組成は、炭素、水素、水酸化物で構成されています。エタノール分子の化学式はCH3OHです。メタノールの燃焼により、ガソリンよりも毒素の量が少なくなり、微粒子が少なくなり、スモッグが少なくなります。メタノールはガソリンやエタノールよりも安価であり、メタノールをブレンドして走行するように車両を変更するコストは低くなります。