Найчитаніші
Щотижнева колонка
Ще один тост за біоекономіку
Скандинавські країни, такі як Швеція, значною мірою покладаються на паливо, що отримується з біомаси, для живлення своїх будинків та бізнесу. Однак у процесі спалювання біомаси, такої як деревина або солома, виділяються гази, які можуть забруднювати повітря, шкодити навколишньому середовищу та впливати на здоров’я населення.
Щоб пом'якшити ці негативні наслідки, Фредерік Осслер, доцент університету Лунда, Швеція, та Чарльз Фінні з Національної лабораторії Оук-Ридж Міністерства енергетики США (DOE) вивчають нові підходи до більш чистого перетворення енергії біомаси. Використовуючи розсіювання нейтронів в ORNL, Осслер і Фінні досліджують, як погіршуються різні типи біомаси під час дії екстремальних температур. Результати їх експериментів також можуть вказати на потенційне застосування побічних продуктів виробництва біоенергії.
"Короткотерміновою метою є надання інформації про те, як біомаса піролізується - в основному про те, як вони руйнуються в тепловому середовищі, - для вдосконалення моделей, які дослідники використовують для цих процесів", - сказав Фінні, дослідник ORNL Fuels та дослідницької групи двигунів у Відділ енергетичних та транспортних наук.
Читайте також
Біомаса в інтеграції сільського господарства та гірничодобувної промисловості в Сан-Хуані
Нейтрони дуже підходять для цього типу експериментів, оскільки вони не руйнують, вони можуть проникати в матеріали глибше, ніж рентгенівські промені, і вони дуже чутливі до легких елементів, таких як водень.
Осслер та Фінні розглядали зразки біомаси деревини, соломи та пробки під впливом вакууму при температурі до 1000 ° C (1832 ° F). Вони використовували ІМІЗУЮЧУ промінь CG-1D в ізотопному реакторі ORNL з високим потоком (HFIR). Аналізуючи водень та інші гази, що виділяються, дослідники можуть зрозуміти, як змінюються структури різних видів біомаси в міру їх деградації.
У міру розкладання біомаси виділяється також уловлена вода, гази та вуглеводні. Ці продукти піролізу можна захоплювати та використовувати для виробництва біопалива, яке можна використовувати для транспортування або виробництва енергії.
"В основному основна ідея - зробити всі продукти піролізу корисними", - сказав Осслер.
Після того як біомаса піролізується, вона залишає побічний продукт, відомий як біовугіль, який нагадує деревне вугілля і може використовуватися для поліпшення якості ґрунту в сільському господарстві та садівництві. Використовуючи розсіювання нейтронів, Осслер і Фінні можуть відслідковувати, як біомаса змінюється внутрішньо, коли вона піролізується і перетворюється на біовуглець.
«Ідея полягає в тому, що паливо можна видобувати з біомаси, а залишок вуглецю має велику цінність як поправка ґрунту. Це насправді має позитивні переваги для ґрунту, зберігаючи поживні речовини та вологу », - сказав Фінні.
Читайте також
Біомаса: нестримна альтернатива в Іспанії
Це не перший раз, коли Осслер відвідує ORNL для проведення досліджень з використанням нейтронів.
"Я походжу з області лазерів, рентгенівських променів та синхротронів, але нейтрони зустрічаються рідко", - сказав Осслер. "Я б сказав, що це унікальна техніка для дослідження складних матеріалів та систем, які в основному недоступні".
Цей проект ґрунтується на попередніх дослідженнях і є частиною триваючого багаторічного дослідження, що застосовує методи розсіювання нейтронів для дослідження внутрішньої структури біомаси в процесі нагрівання. Це дослідження також приносить користь дослідницьким програмам Управління біоенергетичних технологій DOE, які вирішують складну проблему комп’ютерного моделювання піролізу для широкого спектра різних видів біомаси.