隨著全球對可再生能源需求的增加,科學家們不斷尋找創新的方法來處理廢棄物並將其轉化為可用燃料。近期,張教授的研究引起了鹽安關注,他在275°C的高溫下成功地將豬糞轉化為油,這一過程不僅能有效地減少廢物,還提供了一種可再生能源的補充來源。
這一技術利用了熱水和碳氧化物的結合,擺脫了傳統上需要乾燥的生物質轉化過程。
水熱液化是一種熱解聚合過程,可以將濕生物質和其他大分子在中等溫度和高壓下轉化為類石油的產品。這一過程的能源密度極高,其熱值範圍介於33.8至36.9 MJ/kg之間,並含有5至20%的氧和可再生化學品。根據不同的處理條件,產出的燃料可以用於重型機械(例如海洋和鐵路引擎),也可以升級為柴油、汽油或噴氣燃料等運輸燃料。
張教授的研究聚焦於將豬糞轉化為油的具體過程。他在密閉容器中將豬糞和水加熱至275°C,並在有碳氧化物存在的情況下進行反應。研究表明,在此溫度下,豬糞可以有效轉化為油,而超過335°C的高溫會減少產油量。
「轉化過程中,豬糞中的碳和氫被熱化學轉化為疏水性化合物,這些化合物具有低粘度和高溶解度。」
在水熱液化過程中,生物質中的長碳鏈分子被熱破解,氧分子以H2O(脫水反應)和CO2(脫羧反應)的形式移除。這些反應的結果是生成富含氫的生物油。
隨著可持續發展的日益重視,水熱液化過程的一個重大優點是其碳中和性,這意味著燃燒生物燃料時不會產生淨碳排放。所用的植物材料在生長過程中吸收二氧化碳,因此燃燒後釋放的二氧化碳幾乎完全由植物在生長時所吸收的二氧化碳抵消,從而使得每千瓦時的能量僅釋放15-18克的二氧化碳。
張教授的研究不僅展示了將農業廢物轉化為有用的燃料的可能性,還提升了人們對類似技術的關注。未來,透過進一步的研究與開發,這種技術或許能夠在更大規模上推廣應用,進一步促進可再生能源的發展。隨著全球面臨能源危機,我們不禁要思考,如何更好地利用手中資源以塑造更可持續的未來?