Un candidat principal este hidrogenul produs din deșeuri organice sau "biomasă" de plante și animale. În prezent, există două metode principale de conversie a biomasei în energie: gazeificarea și piroliza. Gazeificarea pune biomasa solidă sau lichidă la temperaturi de aproximativ 1000 C, transformând-o în gaz și compuși solizi; gazul este numit "syngas", în timp ce solidul este "biochar", potrivit Bio Fuel Daily.
Gazul sintetic este un amestec de hidrogen, metan, monoxid de carbon și alte hidrocarburi, iar acestea sunt cele care sunt folosite ca "biocombustibil" pentru a genera energie. Pe de altă parte, biochar este adesea considerat un deșeu solid de carbon, deși poate fi utilizat în aplicații agricole.
Piroliza biomasei este similară cu gazeificarea, cu excepția faptului că biomasa este încălzită la temperaturi mai scăzute, între 400-800 C și la presiuni de până la 5 bar într-o atmosferă inertă. Există trei tipuri de piroliză: piroliza convențională, piroliza rapidă și piroliza flash. Dintre toate cele trei, primele două durează cel mai mult timp și au cea mai mare producție de carbonizare.
Acum, oamenii de știință de la Școala de Științe Fundamentale a EPFL, conduși de profesorul Hubert Girault, au dezvoltat o nouă metodă de fotopiroliză a biomasei care produce nu numai gaz de sinteză valoros, ci și un biochar de carbon solid care poate fi refolosit în alte aplicații.
Metoda realizează o piroliză cu ajutorul unei lămpi cu Xenon, folosită în mod obișnuit pentru întărirea cernelurilor metalice pentru electronicele imprimate. Grupul lui Girault a folosit sistemul în ultimii ani și în alte scopuri, cum ar fi sintetizarea de nanoparticule.
Lumina albă a lămpii oferă o sursă de energie de mare putere, precum și impulsuri scurte care promovează reacțiile chimice fototermice. Ideea este de a genera o lovitură puternică de lumină flash, pe care biomasa o absoarbe și care declanșează instantaneu o conversie fototermică a biomasei în gaz de sinteză și biochar.
Această tehnică de flashing a fost utilizată pe diferite surse de biomasă: coji de banane, știuleți de porumb, coji de portocale, boabe de cafea și coji de nucă de cocos, toate acestea fiind inițial uscate la 105 C timp de 24 de ore, apoi măcinate și cernute până la obținerea unei pulberi subțiri. Pulberea a fost apoi plasată într-un reactor din oțel inoxidabil cu o fereastră de sticlă standard la presiune ambiantă și sub o atmosferă inertă. Lampa cu xenon clipește, iar întregul proces de conversie se încheie în câteva milisecunde.
"Fiecare kg de biomasă uscată poate genera aproximativ 100 de litri de hidrogen și 330g de biochar, ceea ce reprezintă până la 33wt.% din masa originală de coajă de banană uscată", spune Bhawna Nagar, care a lucrat la acest studiu. Metoda a avut, de asemenea, un rezultat energetic pozitiv calculat de 4,09 MJ per kg de biomasă uscată.
Ceea ce iese în evidență în această metodă este faptul că ambele produse finale, hidrogenul și biocharul cu carbon solid, sunt valoroase. Hidrogenul poate fi folosit ca și combustibil verde, în timp ce biocharul de carbon, fie poate fi îngropat și folosit ca îngrășământ, fie poate fi folosit pentru fabricarea de electrozi conductori.
Comentezi?