瑞士的研究人员设计了一种超快生物质裂解工艺,利用闪光灯照射将香蕉皮等干燥的生物质粉末转化为有价值的气体和固体,包括氢和生物炭。

“这个过程是通过在强烈的白光下加热分子,将分子分裂成更小的气体和固体,”解释说休伯特Girault瑞士洛桑联邦理工学院。氙灯产生明亮的白光,非常模仿自然阳光,使温度在几毫秒内达到1000°C以上。

香蕉皮以碳水化合物、水和蛋白质的形式含有大量的碳、氢和氧。香蕉皮首先在105°C下干燥24小时,以去除水分,然后进行研磨和筛分,形成薄粉末。然后,在短短14.5毫秒内,暴露在氙灯的闪光下,每公斤香蕉皮粉产生100升氢气(以及一氧化碳、一些轻烃和330克固体生物炭)。吉罗特说,“如果世界上所有的香蕉皮都被用来通过光热解来生产氢气,年产量将达到4万吨,即300兆瓦电解槽的理论年产量,”——目前还不存在这种高功率的商业电解槽。

成熟的转变不仅仅是香蕉;该工艺还适用于玉米芯、橘子皮、咖啡豆和椰子壳,以及包括工业废物在内的一系列其他材料。吉罗特的团队已经从分离橡胶和食用油的实验中看到了积极的结果。

“这是一种新的热化学方法,可以从生物质废物中产生氢气,而不需要像传统的热解那样向反应堆提供额外的热量,这会增加成本和温室气体,”评论道Ioanna Dimitriou他是英国诺丁汉大学生物质和废物热化学转化方面的专家。“它还能产生高产量的生物炭——目前,这是一种很有前途的土壤封存解决方案,可以实现显著的气候效益。”

该工艺的主要问题是氙气灯的效率低。吉罗特说:“我们不会使用氙灯进行工业规模的扩大,但这项学术研究表明,将光化学与高温化学结合起来是很有趣的,我相信未来是太阳能光热解。”Dimitriou补充说,随着工艺的发展,全面的生命周期分析和经济评估将充分评估该技术的环境和经济效益。

吉罗总结道:“如果你的实验台上有一盏闪光灯,你就可以进行高温化学实验,而不需要昂贵的高温反应堆。”“这里有一个完整的化学世界有待探索。”