随着世界能源需求增长，化石燃料的消耗量也在飙升。这会造成温室气体排放量大幅提升，引发严重的环境问题。为了解决这一问题，研究人员一直致力于寻找替代型可再生能源。
（图片来源：EPFL）
主要选项是利用动植物产生的有机废弃物或生物质生产氢气。生物质还能吸收、清理和储存大气中的CO2。但是，如何将其充分转化为能量，仍然存在挑战。
生物质气化
目前有两种主要方式，可将生物转化为能量，包括气化和热解。气化是将固态或液态生物质置于大约1000℃的环境中，将其转化为气体和固态化和物。这些气体称为合成气，固体则是生物炭。
合成气是氢气、甲烷、一氧化碳和其他碳氢化合物的混合体，可作为生物燃料用于发电。另一方面，生物炭经常被视为固态碳废料，实际上其可用于农业应用。
生物质热解
另外一种热解方式，类似于气化，只是加热生物质的温度稍低，大约在400-800℃之间，在惰性气氛中的压力达到5bar。热解分三种类型，包括常规、快速和闪速热解。其中，前两种类型花费的时间最长，炭产量也最多。
闪速热解在600℃下进行，产生的合成气最多，停留时间最短。不幸的是，这需要能经受高温、高压的专用反应器。
分解香蕉皮制氢
据外媒报道，洛桑联邦理工学院（EPFL）基础科学学院Hubert Girault教授领导的团队开发了一种新的生物质光热解方法，不仅产生有价值的合成气，还会产生可用于其他用途的固碳生物炭。
这种方法利用氙气灯进行闪光灯热解，氙气灯通常用于固化印刷电子产品的金属油墨。过去几年，Girault的团队已将这种方法用于其他用途，如合成纳米颗粒。
这种灯的白色闪光可以提供高功率能量源，以及促进光热化学反应的短脉冲。其理念是通过强大的闪光照射，让生物质吸收光，并立即触发光热生物质转换，从而生成合成气和生物炭。
这种闪光技术可用于不同的生物质资源，如香蕉皮、玉米棒、桔子皮、咖啡豆和椰子壳。首先在105℃下，将这些生物质干燥24小时，接着磨碎并筛成细粉；然后，将这些粉末放入带标准玻璃窗的不锈钢反应器，置于惰性气氛和环境压力中；最后，使氙气灯闪烁，在几毫秒内完成整个转换过程。
研究人员表示，每公斤干生物质大约可产生100L氢气和330g生物炭，相当于原始干香蕉皮质量的33wt.%。该方法也具有积极的能量计算结果，每公斤干生物质可产生4.09MJ能量。
这种方法的突出之处在于，其最终产物氢和固碳生物炭都很有价值。氢可以用作绿色燃料，而碳生物炭可以埋在地下用作肥料，也可以用来制造导电电极。
扫一扫关注微信
