氙灯闪光热解方法的图解总结。信用:EPFL随着世界能源需求的增加，我们对化石燃料的消费也在增加。其结果是温室气体排放量大幅增加，对环境造成严重不利影响。为了解决这个问题，科学家们一直在寻找替代的可再生能源。一个主要的候选者是从植物和动物的有机废物或生物质中产生的氢气。生物质还吸收、移除和储存大气中的CO2，而生物质分解会导致负排放或温室气体移除。但是，即使生物量预示着一条前进的道路，仍然有一个问题，即最大限度地将其转化为能源的最佳方式。
生物质气化
目前有两种将生物质转化为能源的主要方法:气化和热解。气化将固体或液体生物质置于1000摄氏度左右的温度下，将其转化为气体和固体化合物；气体被称为合成气，而固体是生物炭。
合成气是氢气、甲烷、一氧化碳和其他碳氢化合物的混合物，它们被用作生物燃料来发电。另一方面，生物炭通常被认为是固体碳废物，尽管它可以用于农业应用。
生物质热解
另一种方法，生物质热解，类似于气化，只是生物质在较低的温度下加热，温度在400至800摄氏度之间，压力在惰性气氛中高达5巴。热解有三种类型:常规热解、快速热解和快速热解。三者中，前两者耗时最长，产炭量最多。
快速热解发生在600摄氏度，产生的合成气最多，停留时间最短。不幸的是，它还需要能够处理高温高压的专用反应堆。
制氢用香蕉片
现在，由EPFL基础科学学院的休伯特·吉罗尔特教授领导的科学家们开发出了一种新的生物质光热解方法，这种方法不仅能产生有价值的合成气，还能产生固体碳生物炭，用于其他用途。这项工作发表在《化学科学》上。
该方法使用氙灯进行闪光热解，氙灯通常用于固化印刷电子产品的金属油墨。Girault的团队在过去几年里还将该系统用于其他目的，如合成纳米粒子。
这种灯的白色闪光灯提供了高功率能源和短脉冲，促进光热化学反应。这个想法是产生一个强大的闪光，生物质吸收它，并瞬间触发光热生物质转化为合成气和生物炭。
这种闪蒸技术用于不同来源的生物质:香蕉皮、玉米芯、橘子皮、咖啡豆和椰子壳，所有这些最初都在105摄氏度下干燥24小时，然后研磨并过筛成细粉。然后将粉末放入一个不锈钢反应器中，在环境压力和惰性气氛下，用标准玻璃窗。氙灯闪烁，整个转换过程在几毫秒内结束。
“每公斤干燥的生物质能产生约100升氢气和330克生物炭，相当于33wt。研究人员Bhawna Nagar说。该方法的正计算能量结果为每千克干生物质4.09兆焦耳。
这种方法的突出之处在于它的最终产品氢和固体碳生物炭都很有价值。氢气可以用作绿色燃料，而碳生物碳可以被掩埋并用作肥料，也可以用来制造导电电极。
“我们多年来都在间接从大气中捕获二氧化碳，这一事实进一步提高了我们工作的相关性，”纳加尔说。"我们用氙气闪光灯很快就把它转化成了有用的最终产品."
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