2020年9月15日
研究人员利用生物固体从废水中生产氢气，这种新技术支持了对人类无限资源之一——污水的全面回收利用。
创新的重点是先进的升级循环的生物固体和沼气，废水处理过程的副产品。
这项专利技术由澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学的研究人员开发，使用一种从生物固体中提取的特殊材料引发化学反应，从沼气中生产氢气。
这种方法意味着生产氢气所需的所有材料都可以在废水处理厂欧洲杯足球竞彩就地采购，而不需要昂贵的催化剂。
该方法还能捕获在生物固体和沼气中发现的碳，这在未来可能使废水部门接近零排放。
首席研究员助理教授Kalpit Shah说，现有的生产氢的商业方法是排放和资本密集型的，严重依赖天然气。
“我们的替代技术提供了一种可持续的、具有成本效益的、可再生的和高效的制氢方法，”皇家墨尔本理工学院澳大利亚生物固体资源转化ARC培训中心的副主任(学术)Shah说。
“为了实现向循环经济的转型，我们需要能够让我们从通常会被浪费的资源中充分发挥价值的技术。
“我们制造氢气的新技术依赖于废料，这些废料基本上是无限供应的。欧洲杯足球竞彩
“通过利用生物固体的力量，从沼气中生产完全清洁的燃料，同时防止温室气体排放，我们可以实现真正的环境和经济胜利。”
生物固体通常被用作农业中的肥料和土壤改良剂，但世界上大约30%的生物固体资源被储存或送往垃圾填埋场，对环境造成了挑战。
Aravind Surapaneni博士，东南水高级研究和规划科学家，ARC澳大利亚生物固体资源转化培训中心(工业)副主任，说对生物固体的新和有价值的用途的研究是至关重要的。
“废水部门一直在寻找新的方法，以环境可持续和负责任的方式，将生物固体转化为高价值产品，”Surapaneni说。
科技是如何运作的
在新方法中，发表在国际氢能杂志在美国，生物固体首先被转化为生物炭——一种用于改善土壤健康的富含碳的木炭形式。
生物固体衍生的生物炭含有一些重金属，这使它成为从沼气中生产氢气的理想催化剂。
作为实验规模研究的一部分，研究人员用一种类似沼气的富含甲烷的气体来测试这一过程。
他们发现，由生物固体制成的生物炭能高效地将气体分解成其组成元素——氢和碳。
分解过程也可以在RMIT开发并获得专利的特别设计和高效的反应器中进行，该反应器既可以产生氢气，也可以产生一种高价值的生物炭，这种生物炭表面覆盖着碳纳米材料。欧洲杯足球竞彩
通过将沼气和生物固体中的碳转化为先进的碳纳米材料，他们的方法还可以捕获和封存温室气体，防止其释放到大气中。欧洲杯足球竞彩
利用该技术制备的碳纳米材料包覆生物炭具有多种潜在的应用前景，包括环境修复、农业土壤改良和能源储存。
专利反应堆技术
Shah说，RMIT工程学院开发的独特反应堆是这种创新回收方法的核心。
“我们从根本上优化了反应堆的传热和传质，同时缩小了技术，使其高度便携，”他说。
“没有一种反应堆可以在如此小的成本效益包中实现如此惊人的热量和质量集成。
“虽然它已经具有能源效率，但通过进一步整合，这个反应器可以将生物固体和沼气转化为实际生产能源的过程，而不是消耗能源。”
这种新型反应器不仅可用于废水处理，而且在生物质、塑料和涂料等行业也有潜在的应用前景。
这项研究得到了东南水公司的支持，该公司将在目前正在建造的一个中试工厂中对生物固体和沼气转换技术进行试验。
South East Water的研发经理David Bergmann博士表示，该技术有被业界采用的潜力。
“支持这些创新的新兴技术是我们致力于减少排放和涉及废水的循环经济方法的重要组成部分，”伯格曼说。
位于澳大利亚皇家理工学院的澳大利亚研究理事会生物固体资源转化培训中心汇集了来自澳大利亚、英国和美国的20个国家和国际合作伙伴的专业知识，包括大学、废水部门和联合工业合作伙伴。
“利用生物炭和生物固体热解产生的活性炭催化甲烷分解生产氢气”发表在国际氢能杂志(DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2020.08.036)。
来源:https://www.rmit.edu.au/