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印度科学家发现新型沸石催化剂!可再生能源转化技术迎来重大突破

来源:前瞻网   更新时间:2019-01-04 09:25:03    

  越来越多的国家开始远离传统化石燃料而走向绿色能源,世界各地的许多研究人员正急于寻找可再生能源生产的下一个重大突破技术,特别是通过越来越有效的生物质转化方法。全球科学家努力的最新进展是位于印度西部城市浦那国家化学实验室(NCL)的科学家团队的新发现,该实验室为能源工业转化提供了一种更快捷、更环保的技术,可将生物质转化为生物柴油。

  印度西部城市浦那国家化学实验室(NCL)的科学家团队发现的是沸石催化剂的新版本 —HPW / Meso-HZ-5,可将工业生物质转化为有效的生物燃料化合物(称为糠醛),该转化过程效率更高。目前制造糠醛的标准方法始于来自农业废物的生物质,例如甘蔗渣、棉籽壳、锯末、燕麦壳、稻壳、麦壳和麸皮等。在制备糠醛之后,目前使其成为可行的生物燃料的常规方法的第一步是将其变成糠醇,然后进一步加工以产生乙酰丙酸烷基酯。然而,这个过程是漫长而复杂的,有许多步骤,而正是NCL团队发现的催化剂能发挥重大作用的地方,大大加快了转换过程

  沸石催化剂在100%糠醇转化率以及97%乙酰丙酸乙酯生物柴油产率(一种乙酰丙酸烷基酯)和3%乙氧基甲基(食品添加剂)呋喃产率的试验中能发挥出很好的作用。重要的是,当单独使用时,新的HPW / Meso-HZ-5催化剂比原始催化剂H-ZSM-5和Meso-HZ-5能产生更好的作用。

  正如研究小组所解释的那样,由于活动部位数量增加,孔径变大,行程距离缩短,从而提高了活动部位的可达性。低摩尔比的反应物将降低与未反应的乙醇,操作成本和反应器尺寸相关的分离成本,使得该方法在经济上可行并且在工业上是安全的。

  发现这种酶的研究小组位于印度,这个国家是世界上第二大甘蔗生产国,也是全球最大的水稻、豆类和小麦生产国之一,这些作物都创造了大量的通过转化为糠醛然后转化为生物柴油来创造生物燃料所必需的农业废物。如果NCL的发现使这种方法可以大规模生产生物柴油,那么这可能就是印度农民的机遇,也会带来额外收入,并可能在次大陆贫困地区创造就业机会。

  生物燃料研究的这一进步只是印度政府想成为全球绿色能源领导者的大规模投资活动的一部分。到目前为止,该倡议已经取得了很大的成功,因为根据Bloomberg NEF的2018年Climatescope报告的数据,印度已经成为世界上最大的可再生能源拍卖市场,也是清洁能源投资的第二大标的。

  根据国际能源署(IEA)的2018年世界能源投资报告,去年印度对可再生能源领域的投资有史以来首次超过传统化石燃料发电的支出。2017年印度可再生能源投资近200亿美元,占电力行业投资的三分之一以上,主要原因是对太阳能和风能项目的投资几乎翻了一番。与全球能源部门支出相比,印度在绿色能源领域取得的成就尤其令人印象深刻。全球能源部门的支出已经连续三年大幅下降,2017年全球能源投资仅为1.8万亿美元,国际能源署预计下降趋势未来还将持续几年。

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