Най-четените
Седмична колона
Още една наздравица за биоикономиката
Северните страни, като Швеция, разчитат до голяма степен на горивата, получени от биомаса, за да захранват домовете и бизнеса си. В процеса на изгаряне на биомаса като дърво или слама обаче се отделят газове, които могат да замърсят въздуха, да навредят на околната среда и да повлияят на общественото здраве.
За да смекчат тези негативни ефекти, Фредерик Ослер, доцент в университета в Лунд, Швеция, и Чарлз Фини от Националната лаборатория на Оук Ридж към Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) изучават нови подходи за по-чисто преобразуване на енергия от биомаса. Използвайки разсейване на неутрони в ORNL, Ослер и Фини изследват как различните видове биомаса се разграждат, когато са изложени на екстремни температури. Прозренията от техните експерименти също могат да насочат към потенциални приложения за странични продукти от производството на биоенергия.
"Краткосрочната цел е да се предостави информация за това как биомасата се пиролизира - основно как те се разграждат в термична среда - за да се подобрят моделите, които изследователите използват за тези процеси", каза Фини, изследовател в ORNL Fuels и от Групата за изследване на двигатели в отдела за енергийни и транспортни науки.
Прочетете също
Биомасата в интеграцията на земеделието и минното дело в Сан Хуан
Неутроните са много подходящи за този тип експерименти, защото не са разрушителни, те могат да проникнат в материалите по-дълбоко от рентгеновите лъчи и са много чувствителни към светлинни елементи като водород.
Ослер и Фини разглеждат проби от биомаса от дърво, слама и корк, когато са изложени на вакуум при температури до 1000 ° C (1,832 ° F). Те използваха IMAGING CG-1D лъчевата линия в изотопния реактор с висок поток на ORNL (HFIR). Анализирайки водород и други отделяни газове, изследователите могат да разберат как се променят структурите на различните видове биомаса при разграждането им.
С разграждането на биомасата също се отделят задържана вода, газове и въглеводороди. Тези продукти за пиролиза могат да бъдат улавяни и използвани за производство на биогорива, които могат да се използват за транспортиране или производство на енергия.
"Основната идея е да направим всички продукти за пиролиза полезни", каза Ослер.
След като биомасата е пиролизирана, тя оставя след себе си страничен продукт, известен като биоугол, който прилича на въглища и може да се използва за подобряване на качеството на почвата в земеделието и градинарството. Използвайки разсейване на неутрони, Ослер и Фини могат да проследят как биомасата се променя вътрешно, докато се пиролизира и превръща в биоугол.
„Идеята е, че горивата могат да се извличат от биомаса, а останалият въглерод има висока стойност като изменение на почвата. Всъщност има положителни ползи за почвата, като задържа хранителни вещества и влага “, каза Фини.
Прочетете също
Биомасата: неудържима алтернатива в Испания
Това не е първият път, когато Ослер посещава ORNL, за да проведе изследвания с помощта на неутрони.
„Идвам от областта на лазерите, рентгеновите лъчи и синхротроните, но неутроните са рядкост“, каза Ослер. „Бих казал, че това е уникална техника за изследване на сложни материали и системи, които по принцип не са достъпни иначе“.
Този проект се основава на предишни изследвания и е част от текущо многогодишно проучване, прилагащо техники за разсейване на неутрони за изследване на вътрешната структура на биомасата при нагряване. Това изследване също е от полза за изследователските програми на Службата за биоенергийни технологии на DOE, които се занимават със сложното предизвикателство на компютърното моделиране на пиролиза за широк спектър от различни видове биомаса.