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天津大学利用混合材料制造生物燃料 品质高/能耗低

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58京牌 随着全球逐渐认同将化石燃料留在地下的需求,可再生能源变得越来越重要,替代选项之一是燃烧生物质产生的生物能源。,最近,中国的研究人员详细介绍了如何利用混合材料,充分优化生物质燃料生产。

(图片来源:phys.org)

生物质是指任何一种可以作为燃料燃烧的可再生生物材料,通常来自植物源,比如木屑或秸秆。天津大学中低温热能源高效利用重点实验室(Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade Energy)的研究人员Cui Xuyang等人表示:“生物质能源是最有效的可再生能源之一。”生物质燃料通常是在压力和温度下形成的颗粒,颗粒质量可能受到添加剂的巨大影响。

例如,将秸秆或木质生物质与糖(如淀粉或纤维素)混合在一起,可以提高成品颗粒的强度和耐久性。将木质生物质与沉渣(sludge)等生产废料结合在一起,也能实现同样的目标。沉渣材料易获得、通常含糖,有助于助降低经济和环境成本。

保持低成本和低生耗至关重要。Cui表示:“我们追求的目标是生产高品质、低能耗的颗粒燃料。”在将生物质原料转化为可用颗粒的过程中,单是造粒这一步就占了所需能量的50%。加工时使用油性作物,如蓖麻和油菜籽,可以降低木屑颗粒产生的能耗,因其中的油可以减少摩擦。总的来说,“油和糖有助于降低能耗,提高颗粒质量。”

在加工过程时,考虑主要生物质的成分也很重要。例如,木材中富含一种叫做木质素的有机聚合物,需要更高的温度才能变成颗粒。但是,加热同时会导致原料粘结,提高了颗粒强度。同样,微藻生物质中缺乏足够的木质素、纤维素等,但其中所含的脂类降低了造粒过程中的能耗。这种平衡作用,是采用混合材料的另一原因。

Cui表示:“显而易见,混合不同的原材料以共造颗粒,对于升级生物质颗粒来说,是一种有前途的方式。未来还应考虑不同原料的共燃、共气化。”

为了创造完全以可再生能源为动力的世界,需要持续努力,包括对一些工作不断进行微调,比如找到完美的生物质混合物。但是,如果可以完全摆脱化石燃料,这将是非常值得的。Cui总结道:“随着人类对生物质能源兴趣的增长,如何更好地利用这种能源,是一个需要回答的问题。” 

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