蓋世汽車訊 隨著世界能源需求增長，化石燃料的消耗量也在飆升。這會造成溫室氣體排放量大幅提升，引發(fā)嚴重的環(huán)境問題。為了解決這一問題，研究人員一直致力于尋找替代型可再生能源。

（圖片來源：EPFL）

主要選項是利用動植物產(chǎn)生的有機廢棄物或生物質(zhì)生產(chǎn)氫氣。生物質(zhì)還能吸收、清理和儲存大氣中的CO2。但是，如何將其充分轉(zhuǎn)化為能量，仍然存在挑戰(zhàn)。

生物質(zhì)氣化

目前有兩種主要方式，可將生物轉(zhuǎn)化為能量，包括氣化和熱解。氣化是將固態(tài)或液態(tài)生物質(zhì)置于大約1000℃的環(huán)境中，將其轉(zhuǎn)化為氣體和固態(tài)化和物。這些氣體稱為合成氣，固體則是生物炭。

合成氣是氫氣、甲烷、一氧化碳和其他碳氫化合物的混合體，可作為生物燃料用于發(fā)電。另一方面，生物炭經(jīng)常被視為固態(tài)碳廢料，實際上其可用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

生物質(zhì)熱解

另外一種熱解方式，類似于氣化，只是加熱生物質(zhì)的溫度稍低，大約在400-800℃之間，在惰性氣氛中的壓力達到5bar。熱解分三種類型，包括常規(guī)、快速和閃速熱解。其中，前兩種類型花費的時間最長，炭產(chǎn)量也最多。

閃速熱解在600℃下進行，產(chǎn)生的合成氣最多，停留時間最短。不幸的是，這需要能經(jīng)受高溫、高壓的專用反應(yīng)器。

分解香蕉皮制氫

據(jù)外媒報道，洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）基礎(chǔ)科學學院Hubert Girault教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)了一種新的生物質(zhì)光熱解方法，不僅產(chǎn)生有價值的合成氣，還會產(chǎn)生可用于其他用途的固碳生物炭。

這種方法利用氙氣燈進行閃光燈熱解，氙氣燈通常用于固化印刷電子產(chǎn)品的金屬油墨。過去幾年，Girault的團隊已將這種方法用于其他用途，如合成納米顆粒。

這種燈的白色閃光可以提供高功率能量源，以及促進光熱化學反應(yīng)的短脈沖。其理念是通過強大的閃光照射，讓生物質(zhì)吸收光，并立即觸發(fā)光熱生物質(zhì)轉(zhuǎn)換，從而生成合成氣和生物炭。

這種閃光技術(shù)可用于不同的生物質(zhì)資源，如香蕉皮、玉米棒、桔子皮、咖啡豆和椰子殼。首先在105℃下，將這些生物質(zhì)干燥24小時，接著磨碎并篩成細粉；然后，將這些粉末放入帶標準玻璃窗的不銹鋼反應(yīng)器，置于惰性氣氛和環(huán)境壓力中；最后，使氙氣燈閃爍，在幾毫秒內(nèi)完成整個轉(zhuǎn)換過程。

研究人員表示，每公斤干生物質(zhì)大約可產(chǎn)生100L氫氣和330g生物炭，相當于原始干香蕉皮質(zhì)量的33wt.%。該方法也具有積極的能量計算結(jié)果，每公斤干生物質(zhì)可產(chǎn)生4.09MJ能量。

這種方法的突出之處在于，其最終產(chǎn)物氫和固碳生物炭都很有價值。氫可以用作綠色燃料，而碳生物炭可以埋在地下用作肥料，也可以用來制造導(dǎo)電電極。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >