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太陽能生物質制氫

2017年05月18日 09:43   來源:中國氫能源網

深圳市新能源行業協會網訊:劍橋大學的一個研究團隊開發出了一種使用太陽能發電從生物質中制取既可持續又相對便宜的氫氣的方法。

現代社會面臨的挑戰之一是廢物產生的影響,隨著自然資源大量減少,政府和企業對使用廢物生產能源的需求越來越迫切。自有記錄以來,生物質一直是熱和能源的來源:地球的石油儲量來自古老的生物質,經歷數百萬年的高溫高壓最后成型;木質纖維素是植物生物質的主要組分。但迄今為止,生物質轉化氫氣還主要通過高溫分解的氣化過程實現。

劍橋大學化學系Moritz Kuehnel博士與其他研究者在Nature Energy上發表了一篇關于生物質制氫的論文。 他表示,高度結晶的纖維素纖維組成的木質纖維素具有高度的穩定性,因此,木質纖維素的化學利用富有挑戰性。

新技術使用簡單的光催化轉化過程。將催化納米顆粒加入到懸浮有生物質的堿性溶液中,將其放置在實驗室中模擬太陽光的燈下,溶液即非常理想地吸收燈光并將生物質轉化為氣態氫,之后可從頂部空間收集氣態氫。這種氫氣不含燃料電池抑制劑,例如一氧化碳,可用于動力驅動中。

納米顆粒夠吸收來自太陽光的能量并且使用它來進行復雜的化學反應,在這個實驗中,水和生物質中的原子重組成氫氣和其他有機化學物質如甲酸以及碳酸鹽。

主要聯合作者,化學系的David Wakerley博士表示,原始生物質中存儲了大量的化學能,但無法使用在如汽車發動機這樣的復雜機械中;研究團隊的系統能夠將構成生物質的長而雜亂的結構轉化為氫氣,他們專門設計了催化劑和溶液的組合,可以使用太陽能作為能量源進行這種轉化。

團隊在他們的實驗中使用不同類型的生物質:木材、紙和葉片不需要進行任何預處理,使用納米粒子在陽光下可以直接發生反應。

該技術是在劍橋大學基督教多普勒可持續綜合實驗室開發的。實驗室負責人Dr. Erwin Reisner表示,這種在室溫條件下將未處理的生物質分解制氫的技術是目前高溫氣化和其他可再生氫生產方式的可行替代方案。未來,團隊將探索在這項技術規?;?,未來可在小型離網設備到工業規模中應用。

在劍橋大學的商業化部門的幫助下,這項技術已經提交了英國的專利申請,并正在與潛在的商業合作伙伴進行會談。

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