Как преобразовать биомассу в энергию?

Низкотемпературные топливные элементы на метаноле и на водороде хорошо изучены. До сих пор они были не способны напрямую использовать биомассу в качестве топлива из-за отсутствия эффективной системы катализа для полимерных материалов. Учёные из Технологического института Джорджии впервые нашли решение проблемы…

Они разработали новый тип топливного элемента, который преобразует биомассу непосредственно в энергию с помощью катализатора, активируемого солнечным светом или теплом.

Новый низкотемпературный гибридный топливный элемент способен работать с широким спектром сырья, в том числе с крахмалом, целлюлозой, лигнином, деревянными опилками, растительными и пищевыми отходами. Устройство может быть использовано как в маломощных источниках энергии для обеспечения населения развивающихся стран, так и, при наличии достаточного количества биомассы, в составе крупных энергетических объектов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

«Мы разработали новый метод, который способен перерабатывать биомассу при комнатной температуре. При этом не ограничивается вид биомассы, которую можно использовать, возможна переработка почти любого типа биомассы, — рассказал профессор Юлин Дэн (Yulin Deng). — Это очень общий подход к использованию множества видов биомассы и органических отходов для производства электроэнергии без необходимости очистки исходных материалов».

Задача топливных элементов на биомассе состоит в расщеплении углеродсодержащих цепочек природных полимеров. К сожалению, её трудно решить, используя обычные катализаторы, в том числе и содержащие драгоценные металлы.

Для решения проблемы учёные пытаются использовать микробные топливные элементы, в которых биомассу расщепляют микробы и ферменты. Но и этот процесс не лишён недостатков. Мощность таких элементов ограничена, микробы и ферменты перерабатывают лишь определённые виды биомассы, в целом микробная система зависит от многих факторов.

Юлин Дэн и его команда получили устойчивые результаты, введя в систему для активации окислительно-восстановительных реакций топливного элемента внешний источник энергии. В новом устройстве биомассу измельчают и смешивают с раствором катализатора полиоксометаллата, после чего воздействуют на смесь теплом или светом. Катализатор работает одновременно в качестве окислителя и носителя заряда, он окисляет биомассу и доставляет заряды к аноду топливного элемента.

Система обладает значительными преимуществами, среди которых объединение в одном процессе фотохимического и светотеплового расщепления биомассы, что приводит к высокой эффективности в целом. В топливных элементах не используются драгоценные металлы, процесс протекает стабильно и не предъявляет высоких требований к качеству сырья.

Система может использовать растворы и взвеси биомассы или органических материалов. В лабораторных экспериментах топливные элементы работали непрерывно на протяжении 20 часов, после чего катализатор можно было использовать повторно без дополнительной обработки.

В опубликованной работе исследователи сообщили о максимальной плотности мощности 0,72 мВт/кв.см, что почти в 100 раз больше, чем способны демонстрировать лучшие микробные элементы. Однако Дэн утверждает, что мощность можно увеличить ещё в 5−10 раз, оптимизировав процесс.

Автор статьи: неизвестный | Дата публикации: 11:27 26.10.2017 Chicsky.Ru




Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Самое интересное

Где найти ответы на многочисленные вопросы о красо

Эликсира вечной молодости, к сожалению, еще не изобрели. Но что может свернуть с пути женщину в ее стремлении оставаться привлекательной до глубокой старости? На вполне объяснимом желании представител...

На что способен… нос?

То, что мы обычно называем носом, на самом деле лишь одна треть того, что он собой представляет в целом. Остальные две трети скрыты от внешнего наблюдателя. Любой и каждый знает, что нос нужен для тог...

Бурение скважин в Челябинске присматриваем подходя

Вода, как известно - основа всей жизни на Земле и без воды, как поёт в популярной песне В. Невинный, и ни туды и не сюды. Особенно сильно предмет водоснабжения стоит у новостроящихся персональных домо...

Адвокат по уголовным делам сделает невозможное, чт

Уголовное дело открывают исключительно по подозрению в совершении тяжких и особо тяжких преступлений. Человек остается невиновным до того, как его вину не докажут в суде, а сделать это могут только в ...

Развивая портал:

Наш сайт сделан для людей, желающих постоянно совершенствоваться во всех сферах жизни. Каждый для себя найдет что-то интересное и подчеркнет из статьи полезные вещи. На сайте описано огромное количество моментов, которым в повседневной жизни вы найдете практическое применение. Отсутствие навязчивой рекламы, политики и новостных лент, наличие легкого юмора и полезных постов делает наш веб-портал удобным для просмотра.

Содержательная и познавательная информация, которая сконцентрирована на нашем портале позволяет ответить на некоторые интересующие вас вопросы. Для того, чтобы каждый посетитель на нашем портале смог в кротчайшие сроки отыскать нужную, для него информацию, мы максимально упростили интерфейс и улучшили систему поиска необходимой статьи. Теперь нет смысла тратить солидное количество времени для поиска ответа на необходимый для вас вопрос.

© 2021 Информационный портал - chicsky.ru

Медицина и здоровье События и общество Фауна и флора Культура О товарах услугах IT Семья дом дети Обустройство быта Еда и кулинария Деньги и работа Интимная жизнь


Чтобы связаться с редакцией или сообщить обо всех замеченных ошибках, воспользуйтесь формой обратной связи.
Настоящий ресурс может содержать материалы 18+