財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，隨著世界能源需求的增加，全球?qū)剂系南囊苍谠黾?。結(jié)果是溫室氣體排放大幅增加，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的不利影響。為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們一直在尋找可替代的、可再生能源。
一個(gè)主要的備選方案是從植物和動(dòng)物的有機(jī)廢物或“生物質(zhì)”中產(chǎn)生的氫。生物質(zhì)還能從大氣中吸收、去除和儲(chǔ)存二氧化碳，而生物質(zhì)分解也能給我們帶來(lái)負(fù)排放或去除溫室氣體的方法。但是，即使生物質(zhì)能預(yù)示著前進(jìn)的道路，最大限度地將其轉(zhuǎn)化為能源的最佳方式仍然是一個(gè)問(wèn)題。
據(jù)了解，目前有兩種主要的方法將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源，即氣化和熱解。氣化將固體或液體生物質(zhì)在1000°C左右的溫度下轉(zhuǎn)化為氣體和固體化合物，這種氣體被稱(chēng)為“合成氣”，而固體則是“生物炭”。
合成氣是氫氣、甲烷、一氧化碳和其他碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，這些碳?xì)浠衔锉挥米鳌吧锶剂稀眮?lái)發(fā)電。另一方面，生物炭通常被認(rèn)為是一種固體碳廢物，盡管它可以用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。
另一種方法，生物質(zhì)熱解，與氣化法類(lèi)似，除了生物質(zhì)是在較低的溫度加熱，溫度在400-800℃之間，壓力在惰性氣體中達(dá)到5巴（bar）。熱解方式有三種：常規(guī)熱解、快速熱解和閃光熱解。在這三種方法中，前兩種花費(fèi)的時(shí)間最長(zhǎng)，產(chǎn)生的碳最多。
最后一種閃光熱解溫度為600℃，合成氣產(chǎn)量最高，花費(fèi)時(shí)間最短。但不幸的是，它需要能夠處理高溫和高壓的專(zhuān)門(mén)反應(yīng)器。
現(xiàn)在，由洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種生物質(zhì)光熱解的新方法，這種方法不僅可以產(chǎn)生有價(jià)值的合成氣，還可以產(chǎn)生一種由固體碳制成的生物炭，這種生物炭可以用于其他用途。這項(xiàng)研究發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》雜志上。
據(jù)悉，該方法使用氙燈進(jìn)行閃光熱解，氙燈通常用于固化印刷電子產(chǎn)品的金屬油墨。該研究團(tuán)隊(duì)在過(guò)去幾年里也將該系統(tǒng)用于其他用途，比如合成納米粒子。這種燈的白色閃光提供了高功率的能量來(lái)源，以及促進(jìn)光熱化學(xué)反應(yīng)的短脈沖。
研究人員的想法是，讓生物質(zhì)吸收了這個(gè)閃光能量，并瞬間使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為合成氣和生物炭。
這種閃光技術(shù)被用于不同來(lái)源的生物質(zhì)來(lái)源：香蕉皮、玉米棒、橘子皮、咖啡豆和椰子殼，所有這些生物質(zhì)最初都在105°C下干燥24小時(shí)，然后研磨并過(guò)篩成薄薄的粉末。然后在環(huán)境壓力和惰性氣體參與下，將這些粉末放在一個(gè)帶有標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的不銹鋼反應(yīng)器中。氙燈閃爍，整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程在幾毫秒內(nèi)結(jié)束。
研究人員表示，每公斤干燥的生物質(zhì)可以產(chǎn)生大約100升氫氣和330克生物炭，這相當(dāng)于原始干燥香蕉皮質(zhì)量的33wt.%。這種方法的突出之處在于它的最終產(chǎn)物氫和固體生物炭都很有價(jià)值。氫可以用作綠色燃料，而生物炭可以埋在地下用作肥料，也可以用來(lái)制造導(dǎo)電電極。
