研究人员正在研究几种减少化石燃料消耗的方法。一种替代能源是由有机废物或生物质产生的氢。虽然使用生物质可以帮助减少二氧化碳排放,但对于最大限度地将生物质转化为能源的最佳方式仍然存在疑问。
目前使用的两种主要方法是气化和热解。气化在高温下燃烧生物质以产生“合成气”生物燃料和固体废物生物炭。
热解是类似的,但使用较低的温度和较高的压力。一种方法,即闪蒸热解,速度最快,产生的合成气最多,但也需要专门的反应器。
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现在,瑞士 EPLF 的科学家们已经开发出一种新的热解方法,可以产生合成气和有用的固体碳生物炭。新方法使用氙灯作为高功率能源。生物质吸收能量并触发转化为合成气和生物炭。
EPLF 研究人员将该技术用于香蕉皮、玉米芯、橙皮、咖啡豆和椰子壳等材料。这些被干燥并研磨成粉末,暴露在氙气闪光下。每公斤生物质粉末产生100升氢气和330克生物炭,这是一个非常好的回报。快速热解仅需几毫秒。
除了这个过程的速度之外,最终产品氢和固体碳生物炭都是有价值的。氢气可用作绿色燃料,而碳生物炭可用作肥料和制造导电电极。
研究员 Bhawna Nagar 补充说,这项工作的相关性由于我们多年来从大气中间接捕获二氧化碳储存的事实而进一步增强。我们使用氙气闪光灯立即将其转化为有用的最终产品。
虽然 EPLF 的研究人员正在研究利用生物废物大规模生产燃料的效率,但其他人正在研究同样具有创新性的小规模项目。包括将人类厕所废物转化为能源的小型生物废物处理器。
开发一种更可持续的生物质利用方式不仅仅是一项学术活动,一些生物质发电厂从烟囱排放的二氧化碳比它们所取代的燃煤电厂还要多。目前,欧盟约有一半的可再生能源以生物质为基础,这一数字可能会上升。
鉴于此,最大限度地提高氢气产量和减少废物的重要性是显而易见的。最重要的是,虽然当今大多数生物质工厂都燃烧由锯末和森林间伐物组成的木屑颗粒,但 EPLF 工艺将允许使用其他类型的有机废物,例如可堆肥的家庭垃圾,这可以使整个过程更加环保。