随着全球对可再生能源需求的增加,科学家们不断寻找创新的方法来处理废弃物并将其转化为可用燃料。近期,张教授的研究引起了盐安关注,他在275°C的高温下成功地将猪粪转化为油,这一过程不仅能有效地减少废物,还提供了一种可再生能源的补充来源。
这一技术利用了热水和碳氧化物的结合,摆脱了传统上需要干燥的生物质转化过程。
水热液化是一种热解聚合过程,可以将湿生物质和其他大分子在中等温度和高压下转化为类石油的产品。这一过程的能源密度极高,其热值范围介于33.8至36.9 MJ/kg之间,并含有5至20%的氧和可再生化学品。根据不同的处理条件,产出的燃料可以用于重型机械(例如海洋和铁路引擎),也可以升级为柴油、汽油或喷气燃料等运输燃料。
张教授的研究聚焦于将猪粪转化为油的具体过程。他在密闭容器中将猪粪和水加热至275°C,并在有碳氧化物存在的情况下进行反应。研究表明,在此温度下,猪粪可以有效转化为油,而超过335°C的高温会减少产油量。
「转化过程中,猪粪中的碳和氢被热化学转化为疏水性化合物,这些化合物具有低粘度和高溶解度。」
在水热液化过程中,生物质中的长碳链分子被热破解,氧分子以H2O(脱水反应)和CO2(脱羧反应)的形式移除。这些反应的结果是生成富含氢的生物油。
随着可持续发展的日益重视,水热液化过程的一个重大优点是其碳中和性,这意味着燃烧生物燃料时不会产生净碳排放。所用的植物材料在生长过程中吸收二氧化碳,因此燃烧后释放的二氧化碳几乎完全由植物在生长时所吸收的二氧化碳抵消,从而使得每千瓦时的能量仅释放15-18克的二氧化碳。
张教授的研究不仅展示了将农业废物转化为有用的燃料的可能性,还提升了人们对类似技术的关注。未来,透过进一步的研究与开发,这种技术或许能够在更大规模上推广应用,进一步促进可再生能源的发展。随着全球面临能源危机,我们不禁要思考,如何更好地利用手中资源以塑造更可持续的未来?