Швейцарские ученые разработали новый метод фотопиролиза, при котором высушенную биомассу облучают короткими вспышками ксеноновой лампы, получая синтез-газ и биоуголь. Процесс имеет высокий энергетический выход, а оба продукта можно эффективно использовать в дальнейшем. Результаты работы актуальны в контексте поиска новых эффективных способов получения энергии из биомассы. Статья опубликована в журнале Chemical Science.
Мировые потребности в энергии растут с каждым днем, как и потребление ископаемого топлива. Из-за этого в атмосферу попадает все больше парниковых газов. Чтобы решить эту проблему, ученые стремятся найти новые возобновляемые источники энергии. Главный кандидат на эту роль — водород, полученный из растительной или животной биомассы, которая также может поглощать углекислый газ из атмосферы, в то время как ее разложение способствует выбросу парниковых газов. Однако все еще остается открытым вопрос о максимально эффективном способе получения энергии из биомассы.
Два основных метода — газификация и пиролиз. В первом случае биомассу нагревают до температуры около 1000 °C, и она превращается твердый «биоуголь» и синтез-газ — смесь водорода, метана, угарного газа и других углеводородов, которые можно использовать как биотопливо. Биоуголь часто считают отходом, однако его можно применять в сельском хозяйстве. При пиролизе биомассу нагревают при более низких температурах при давлении до 5 бар в инертной атмосфере.
Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали новый метод фотопиролиза биомассы. Они освещали биомассу короткими вспышками ксеноновой лампы, которые мгновенно запускали фототермические химические реакции преобразования биомассы в синтез-газ и биоуголь. Авторы применили новый метод к различному сырью: банановой кожуре, кукурузным початкам, апельсиновой корке, кофейным зернам и скорлупе кокосовых орехов. Сырье сначала сушили при 105 °C в течение 24 часов, а затем измельчали и просеивали, получая тонкий порошок. Этот порошок помещался в реактор из нержавеющей стали со стеклянным окном при атмосферном давлении и в инертной атмосфере, где облучался ксеноновой лампой.
«Каждый килограмм высушенной биомассы может генерировать около 100 литров водорода и 330 грамм биоугля, что составляет около 33% от исходной массы, — говорит соавтор исследования Бхавна Нагар. — Метод также имел положительный расчетный энергетический выход — 4,09 МДж на килограмм высушенной биомассы».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
