技术知识

人造煤炭:可再生的新能源

2017-12-07

据世界科技研究新闻资讯网11月报道,来自美国明尼苏达州德卢斯大学的科学家们研发出一种人造煤炭,使用木材边角料和农业废弃物混合制成,能够取代化石能源,成为可再生的新能源。

作为碳氢化合物的衍生品,化石能源由古代生物的化石沉积而来,是一次能源,燃烧不完全时容易产生有毒有害气体。为了寻找能替代它的可再生能源,德卢斯大学可再生能源实验室的科学家们发明了“即时”煤。它既能保持天然煤炭的高效率功能,又没有环境污染等不良副作用,而且避免了采矿机械破坏地形地貌。

实验室将新生物燃料的能量数据与来自蒙大拿州和怀俄明州的粉河盆地煤田的煤炭进行了对比,结果发现,每磅煤炭大约能产生8000至9500份英国热量单位,每磅人造煤炭却能产生10000份英国热量单位。若在制造时将人造煤炭稍微变形,加工成为“能量泥”的形态,就能进一步提高供能效率。

生产能源泥浆需要添加一道工序,利用类似压力锅的替代系统制成。这被称为热液碳化,它取代了原过程的干燥阶段。

据研究人员介绍,生产人造煤炭的工艺类似于咖啡烘焙,首先需要对工业和农业废料进行干燥处理,然后在低氧环境下高温加热至249℃,最后进行高压压缩处理。为了生产能源泥浆,研究者开发了一道名为“热液碳化”的制作工序,能够利用类似压力锅的替代系统取代原始方案中的干燥处理,让碳化木质素直接从废料黑液中析出,无需经过机械脱水。

人造煤炭具有不吸水的特点,比天然煤炭更便于运输。

研究者还表示,如果想向大自然学习如何制造化石煤炭,那就必须关注三大条件:时间、压力和热量。原本耗费几百万年时间才能形成的煤炭,放在实验室的人工环境中,只需几小时就能完成。生产条件纯净保证了制作时产品不会混入其他矿物质,因此人造煤炭也没有什么污染杂质。

截至目前,可再生能源实验室已经能够每天生产4至6吨人造煤炭,未来还希望借助更多研究来确定新燃料的潜在影响。

外媒认为,如果人造煤炭取代化石燃料,那么它将大幅度减少燃煤电厂等场所的二氧化碳、汞和硫的排放量,减少煤炭开采,直接为蒸汽机车提供动能,并促使工业领域把更多注意力放在钢铁生产或其他更有价值的产品上。

人造煤炭的制作工艺具备良好的商业发展潜力,能在减少人们对化石燃料依赖的同时,将树木等植物的废弃物再利用,是处理垃圾的高级方式。现在,大气中的二氧化碳含量已达300万年以来的最高值,为应对温室效应,人造煤炭等新能源科技在未来将受到更多欢迎。


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