顆粒在線訊：隨著世界能源需求的增加，人類對化石燃料的消耗也在增加。其結(jié)果是溫室氣體排放大量增加，對環(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。為了解決這個問題，科學(xué)家們一直在尋找替代性的可再生能源。

一個主要的候選者是由植物和動物的有機(jī)廢物，或"生物質(zhì)"產(chǎn)生的氫氣。生物質(zhì)還可以吸收、清除和儲存大氣中的二氧化碳，而生物質(zhì)的分解也可以為我們帶來負(fù)排放或清除溫室氣體。但是，即使生物質(zhì)預(yù)示著未來的道路，仍然存在將其最大限度地轉(zhuǎn)化為能源的最佳方式問題。

目前有兩種將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的主要方法：氣化和熱解。氣化將固體或液體生物質(zhì)置于1000℃左右的溫度下，將其轉(zhuǎn)化為氣體和固體化合物，氣體被稱為"合成氣"，而固體是"生物炭"。合成氣是氫氣、甲烷、一氧化碳和其他碳?xì)浠衔锏幕旌象w，而這些就是作為"生物燃料"用于發(fā)電的東西。另一方面，生物炭通常被認(rèn)為是一種固體碳廢物，它可以被用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

另一種方法，即生物質(zhì)熱解法，與氣化法類似，只是生物質(zhì)是在較低的溫度下加熱的，溫度在400-800℃之間，壓力在惰性氣體中達(dá)到5巴。有三種類型的熱解：常規(guī)、快速和閃電熱解。在所有這三種類型中，前兩種需要的時間最長，產(chǎn)生的炭也最多。閃光熱解在600℃下進(jìn)行，產(chǎn)生最多的合成氣，并且停留時間最短。不幸的是，它也需要能夠處理高溫和高壓的專門反應(yīng)器。

現(xiàn)在，由EPFL基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院的Hubert Girault教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種新的生物質(zhì)光解方法，不僅能產(chǎn)生有價(jià)值的合成氣，而且還能產(chǎn)生用于其他用途的生物炭。這項(xiàng)工作發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》上。該方法使用氙燈進(jìn)行閃光燈熱解，氙燈通常用于固化印刷電子產(chǎn)品的金屬油墨。Girault的研究小組在過去幾年中也將該系統(tǒng)用于其他目的，如合成納米顆粒。

該燈的白色閃光燈提供了一個高功率的能量源，以及促進(jìn)光熱化學(xué)反應(yīng)的短脈沖。這個想法是一個強(qiáng)大的閃光燈，讓生物質(zhì)吸收了這個閃光能量，并瞬間觸發(fā)了光熱生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為合成氣和生物炭。這種閃光技術(shù)被用于不同來源的生物質(zhì)：香蕉皮、玉米棒、橘子皮、咖啡豆和椰子殼，所有這些生物質(zhì)最初都在105°C下干燥24小時，然后研磨并過篩成薄薄的粉末。然后在環(huán)境壓力和惰性氣體參與下，將這些粉末放在一個帶有標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的不銹鋼反應(yīng)器中。氙燈閃爍，整個轉(zhuǎn)換過程在幾毫秒內(nèi)結(jié)束。

研究人員表示，每公斤干燥的生物質(zhì)可以產(chǎn)生大約100升氫氣和330克生物炭，這相當(dāng)于原始干燥香蕉皮質(zhì)量的33wt.%。該方法也可以計(jì)算能量結(jié)果，即每公斤干燥的生物質(zhì)有4.09兆焦耳能量。這種方法的突出之處在于它的最終產(chǎn)品，氫氣和固碳生物炭，都是有價(jià)值的。氫氣可以作為綠色燃料使用，而碳生物炭，既可以被埋藏起來作為肥料使用，也可以用來制造導(dǎo)電電極。