南非推出海藻类生物质反应器

2010-7-19 00:00 来源: 科技日报
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  南非尼尔森曼德拉城市大学(NMMU)化学技术研究所(InnoVenton)与开普敦大学化工系合作设计和生产的海藻生物质液化反应器近日面世,该反应器可以将海藻类生物质转化成生物油和其他产品。曼德拉大学希望在今年就能将这项绿色技术推广到工业应用领域。

  InnoVenton主任本兹利教授解释说,该液化反应器的原理是将生物质和催化剂在理想的反应条件下混合在一起,通过微藻类将大气中的二氧化碳转化成生物油、氢气、富含糖类和蛋白质的水溶液。生物质的直接液化是大量化学反应的组合,其中包括水解反应、脱氧化反应以及将小分子组合成大分子的聚合反应等。对于海藻类生物质,在催化剂的作用下,上述反应就可以在温和的温度和压力条件下实现。

  InnoVenton的工作是通过创新的反应器设计和催化剂优化来增加生物质与催化剂的接触,同时减少能量输入。本兹利说,在通过微藻类制备生物燃料的商业化利用方面,一个最大的障碍就是如何最大化的利用藻类生物质所含有的碳。他们设计的反应器与众不同之处在于,通过该反应器进行直接液化,可以达到很高的碳利用率,这是其他方法难以实现的。

  另外,藻类养殖成本的很大一部分来自营养肥料,目前一些利用藻类制造生物柴油的厂家,往往把剩余的(含有很多养分的)生物质当作动物饲料等低附加值副产品出售。而通过他们设计的反应器将海藻生物质直接液化,不仅最大限度地提取利用其中的碳,剩余的营养成分还可以回收和循环使用,从而大大降低了海藻养殖成本。

  本兹利说,这项技术的应用也面临一些挑战。其中之一就是海藻养殖,包括如何提高海藻生物质的生产速度以使其更具经济效益,同时使资金投入和运行成本保持在一个合理的水平上;以及选择能够在南非高(太阳)辐射和高温条件下以理想状态生长的藻类等。另外一大挑战是,要找到一种合适的催化剂,能在水中将微藻类生物质液化,同时又在较低能量输入的情况下提供足够的转化效率。

  本兹利表示,目前在许多方面已经取得了进展,他对第一代海藻液化技术进行工业规模示范的前景充满信心。