物理科技生物学-PHYICA

迅雷三国风云微藻被确定为清洁的制氢来源

科学新闻 2021-09-26 21:55:38

algaeglaocystis sp .图片:维基百科。蒙纳士大学化学发动机工程系、孟买IITB-蒙纳士研究院和印度理工学院化学工程系的研究人员利用反应闪蒸(RFV)气化技术利用微藻生产氢气,从而产生了更新、更清洁的能源形式。研究结果显示,与甲烷气体的蒸汽重整(目前制氢的最佳实践)相比,在微藻上使用RFV制氢的温室气体排放量减少了36%。

随着额外的可再生能源过程,如水电,与研究人员的制氢过程相结合,碳排放可能会减少多达87%。

发表在《清洁生产杂志》上的这项研究还显示,氢气的普遍成本为每公斤10美元,使用RFV生产天然气,初始投资的回收期仅为3.78年,内部回报率为22%。

莫纳什领导的团队是RFV气化技术和分析的世界领导者。RFV是一个气化过程,使用氧气和蒸汽,conv将生物质或化石燃料基碳材料转化为气体。

目前,微藻的生产不能满足商业需求。然而,研究人员表示,用于能源应用的微藻养殖也可以为农村社区提供额外的收入来源,从而有可能实现自给自足。

“只有从可再生资源中生产氢和甲烷,它们才是清洁燃料和绿色化学合成的来源。目前,96%的氢气和所有甲烷都是使用不可再生资源生产的,”莫纳什大学副教授、研究合著者Akshat Tanksale说。

“微藻作为原料之所以具有吸引力,是因为它具有很高的二氧化碳固定效率、生长速度、光合效率、在微咸水(如河流和湖泊)中生长的能力,以及在不适合农业的土地上培养它的能力。

“水和可再生电力与微藻收获的整合可以降低成本,并提高该过程制氢的可持续性。”

孟买IITB-莫纳什研究院化学工程系的约根德拉·沙斯特里博士说,对气候变化的担忧已经导致公司重新推动清洁能源选择,微藻可能是生产可再生燃料的潜在候选。

“氢被认为是清洁燃料,因为使用时不会导致温室气体排放。然而,氢的生产也需要是可持续的,”沙斯特里博士说。

“由于油脂提取效率低,不到20%,微藻收获和干燥成本高,微藻生产生物柴油受到限制。

“此外,由于昂贵的预处理,如收获、干燥和脂质提取,基于微藻的氢气和甲烷生产尚未商业化;低碳转化效率;和焦油堆积。”

研究人员利用550-650℃的温度范围,用蒸汽作为气化剂,对微藻进行了RFV实验。这意味着不需要对微藻进行脱水或干燥,并且显著降低了能耗。

利用印度JSW钢铁公司(该研究的资助机构)作为微藻培养的二氧化碳来源的案例研究,研究小组估计每小时将有不到12,800千克的微藻可用于以1240千克/小时的速度制氢

虽然开发基础设施来培养微藻,然后将其提炼为氢气和甲烷的成本很高,但长期投资的总体回报可能会使氢气和甲烷成为具有成本效益和环保的燃料来源。

“假设压缩至700巴压力的氢气的市场价格为10美元/千克,制氢的投资回收期为3.78年,投资回报率接近25%。此外,生命周期气候变化的影响是每生产一公斤氢气产生7.56公斤二氧化碳,”孟买IITB-莫纳什研究院的研究学生普拉蒂克·古尔卡尔博士说。

“在我们寻求减少化石燃料的使用和大幅减少碳排放量的过程中,这是对世界可用资源和技术的令人兴奋的审视。”

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