Биогаз из микроскопических водорослей - многообещающий источник ископаемого топлива | Наука 21 век

Наука 21 век » Биогаз из микроскопических водорослей - многообещающий источник ископаемого топлива





Биогаз из микроскопических водорослей - многообещающий источник ископаемого топлива

Февраль 26th, 2014

Биогаз из микроскопических водорослей - многообещающий источник ископаемого топливаМогут ли микроводоросли быть топливом будущего? Исследователи совершенствуют технологию, которая преобразует влажную водорослевую биомассу в биогаз, который совместим с современными системами распределения природного газа.  Такой биогаз становится все более многообещающим альтернативным ископаемымтопливом. На протяжении последних лет исследователи из Института Пауля Шеррера (Швейцария) и Федеральной политехнической школы Лозанны (Франция) разрабатывали SunCHem, эффективный и экономичный процесс выращивания и преобразования микроводорослей в синтетический природный газ - биотопливо, которое полностью совместимо с современной газораспределительной системой. В статье, опубликованной в конце января 2014, они раскрыли новую технологию непрерывного преобразования биомассы в биогаз. Статья появилась в онлайн версии журнала Catalysis TodayБиогаз из микроскопических водорослей - многообещающий источник ископаемого топлива

Хотя для преобразования биомассы в биогаз природе требуются миллионы лет, процесс SunCHem занимает менее часа. Особенность, позволяющая достигнуть подобных результатов, заключается в так называемом процессе гидротермальной газификации. На первом этапе вода, содержащая водоросли, нагревается под давлением до сверхкритического жидкого состояния (почти 400оС). В таком состоянии она эффективно растворяет органическую материю, из которой состоит биомасса, в то время как неорганические соли становятся плохо растворимыми и могут стать концентратом питательных веществ. Посредством газификации оставшегося вещества в присутствии катализатора оно разделяется на воду, углекислый газ и богатый метаном биогаз. 

Несмотря на то, что такой способ дороже использования природного газа в 5-7 раз, микроводоросли являются гораздо менее спорным решением по сравнению с другими источниками биотоплива. Их можно выращивать в водных каналах, которые строятся на необработанной земле, что не приводит к сокращению площадей, занятых под сельское хозяйство. Несмотря на то, что водорослям нужна вода, требования к ее свойствам не такие уж и высокие. В зависимости от вида водоросли можно выращивать в соленой или пресной воде, а в будущем их, вероятно, можно будет использовать для обработки отработанной воды. Исследование, опубликованное в прошлом году, отмечает, что на каждую единицу энергии, потраченную на производство биогаза, приходится от 1.8 до 5.8 единиц полученной энергии. 

Для повышения экономичности и эффективности, а также для снижения стоимости процесс можно осуществлять в замкнутой системе. «Доступ к некоторым питательным веществам, таким как фосфаты, ограничен, но мы можем получить их в процессе газификации биомассы. Их повторное поступление в воду, в которой мы выращиваем водоросли, оказывает значительный положительный эффект на их рост», - говорит Марилюс Банью (Mariluz Bagnoud), один из ведущих авторов исследования. 

В рамках опубликованной работы ученые доказали возможность функционирования системы в рамках непрерывного процесса. Однако они обнаружили, что длительное использование отработанных питательных веществ и воды приводит к снижению рабочих показателей системы. 

«Мы обнаружили эффект дезактивации катализатора, используемого в процессе газификации. Мы также предвидим возможность накапливания незначительного количества алюминия, – говорит Банью. – Влияние токсичности алюминия на микроводоросли зависит от кислотности. Посредством выращивания водорослей в условиях нейтральной кислотности токсичное воздействие может быть устранено практически полностью. Следующий этап заключается в совершенствовании процесса для повышения продолжительности работы катализатора, который дезактивируется под воздействием содержащейся в водорослях серы». 

По материалам Phys. Org.

Иван Штепа nauka21vek.ru