Как преобразовать биомассу в энергию?

Низкотемпературные топливные элементы на метаноле и на водороде причинность изучены. До сих пор они были не способны напрямую извлекать биомассу в качестве топлива за отсутствия эффективной системы катализа для полимерных материалов…

Они разработали свежий вид топливного элемента, какой преобразует биомассу сам в энергию с поддержкой катализатора, активируемого солнечным светом или же теплом.

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

«Мы разработали новоизобретенный метод, кто способен переменять биомассу при комнатной температуре. при этом не ограничивается видимость биомассы, которую дозволительно использовать, возможна переработка едва не любого типа биомассы, – рассказал знаток Юлин Дэн (Yulin Deng). – Это неимоверно краткий подход к использованию множества видов биомассы и органических отходов для производства электроэнергии бес 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 извлекать микробные топливные элементы, в которых биомассу расщепляют микробы и ферменты. Но и сей процесс не лишён недостатков. Мощность таких элементов ограничена, микробы и ферменты перерабатывают лишь только определённые намерение биомассы, в целом микробная система зависит от многих факторов.

Юлин Дэн и его первенство получили устойчивые результаты, введя в систему для активации окислительно-восстановительных реакций топливного элемента чужой ключ энергии. В новом устройстве биомассу измельчают и смешивают с раствором катализатора полиоксометаллата, опосля чего воздействуют на соединение теплом либо светом. Катализатор работает вместе с тем в качестве окислителя и носителя заряда, он окисляет биомассу и доставляет заряды к аноду топливного элемента.

Система обладает значительными преимуществами, между которых соединение 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 пользоваться растворы и взвеси биомассы или же органических материалов. В лабораторных экспериментах топливные элементы работали постоянно на протяжении 20 часов, опосля чего катализатор дозволительно было пользоваться повторно бес дополнительной обработки.

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