瑞士的研究人员发明了一种利用闪光照射将干燥的生物质粉末(如香蕉皮)转化为有价值的气体和固体(包括氢和生物炭)的超快生物质分裂过程。

“这个过程是在强烈的白光照射下加热分子,将分子分裂成更小的气体分子和固体分子,”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,近似于自然阳光,使温度在几毫秒内达到1000摄氏度以上。

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的温度下干燥24小时以去除水分,然后被研磨和筛分成薄薄的粉末。然后,仅仅14.5毫秒,暴露在氙灯的闪光下,每千克香蕉皮粉就会产生100升的氢(以及一氧化碳、一些轻碳氢化合物和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光热解制氢,年产量将达到40千吨,也就是理论年产能300兆瓦的电解器。”这样大功率的商业电解器目前还不存在。

不仅香蕉是成熟的转变;该工艺还适用于玉米芯、橘皮、咖啡豆和椰子壳,并有可能用于包括工业废料在内的一系列其他材料。Girault的团队已经从分解橡胶和食用油的实验中看到了积极的结果。

“这是一种从生物质废弃物中生产氢气的新型热化学方法,不需要像传统热解法那样向反应器提供额外的热量,这会增加成本和温室气体,”评论说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,生物炭是一种很有前途的土壤隔离解决方案,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:“我们不会用氙灯进行工业放大,但这项学术研究表明,将光化学和高温化学结合起来是很有趣的,我相信太阳能光热解是未来的方向。”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。

Girault总结道:“如果你的工作台上有一盏闪光灯,你就可以在不需要昂贵的高温反应堆的情况下进行高温化学反应。”“这里有一个化学的世界有待探索。”