Химики предложили ксеноновые лампы для извлечения водорода из биомассы
Мощные ксеноновые лампы, обычно применяемые для пайки плат в электронной промышленности, можно использовать для быстрого разложения растительной биомассы на водород, угарный газ и чистый углерод, выяснили швейцарские химики, 25 января сообщает ТАСС со ссылкой на публикацию в журнале Chemical Science.
В статье авторы описывают расщепление биомассы на газы и твердые вещества с использованием импульсного светового излучения в качестве эффективного фототермического процесса фотопиролиза (термического разложения) высушенных порошков природной биомассы для получения ценного синтез-газа и проводящего пористого углерода (биоуголь). Фототермические реакции осуществляются за 14,5 миллисекунды при использовании мощной ксеноновой лампы-вспышки.
Научный сотрудник Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) Бхавна Нагар, которая участвовала в исследовании, рассказала: «Разложение каждого килограмма биомассы приводит к образованию около ста литров водорода и 330 граммов биоугля, что составляет около трети от изначальной массы растительных останков. В данном случае мы не только получаем полезные ресурсы, но и фиксируем большие количества СО₂, который растения поглотили из атмосферы».
В последнее время использование биотоплива достаточно широко распространено, но себестоимость биогаза при его производстве с помощью грибков и бактерий довольно высока, а энергетическая емкость по сравнению с обычным бензином низка.
Альтернативная технология, которую разработали швейцарские ученые, позволяет осуществлять переработку биосырья в биотопливо с минимальными затратами энергии.
Основной принцип нового подхода заключается в создании мощного светового импульса от ксеноновой лампы в качестве фотонной системы отверждения, который, поглощаясь биомассой, мгновенно способствует ее фототермическому преобразованию в синтетический газ и биоуголь.
Процесс осуществляется в реакторе из нержавеющей стали со стандартным стеклянным окном при давлении, близком к атмосферному, и в инертной атмосфере аргона. Биомасса предварительно нагревается до температуры 105 °С и перемалывается в мелкий порошок.
Этот подход не только минимизирует затраты времени по сравнению с обычными процессами пиролиза, но также максимизирует выход синтез-газа (водорода). Еще одним преимуществом метода является большой объем производимого твердого углеродного биоугля, которое по весу достигает 33% от используемой биомассы.
В экспериментах исследователи использовали биомассу из кожуры бананов, но они утверждают, что их методом можно разлагать самое различное растительное сырье. В дальнейшем они надеются оптимизировать техпроцесс, доведя его до возможности применения в промышленных масштабах.
