如何利用生物固體的力量制造氫氣

研究人員已經使用生物固體，通過一項新技術從廢水中產生氫氣，這項新技術可支持人類無限資源之一(污水)的全面回收。

創新重點在于廢水處理過程的副產物生物固體和沼氣的高級升級處理。

該專利技術是由RMIT大學的研究人員開發的，它使用一種源自生物固體的特殊材料來引發化學反應，從而從沼氣中產生氫氣。

該方法意味著生產氫氣所需的所有材料都可以在廢水處理廠現場獲得，而無需昂貴的催化劑。

該方法還可以捕集生物固體和沼氣中的碳，這些碳將來可能使廢水排放接近于零。

首席研究員卡爾皮特·沙(Kalpit Shah)副教授表示，現有的生產氫氣的商業方法是排放和資本密集型的??，并且嚴重依賴天然氣。

“我們的替代技術為制氫提供了一種可持續的，具有成本效益的，可再生的和高效的制氫方法，” RMIT澳大利亞生物固體資源轉化ARC培訓中心的副主任(學術)Shah說。

“為了實現向循環經濟的過渡，我們需要使我們能夠從通常會浪費的資源中榨取全部價值的技術。我們用于制氫的新技術依賴于本質上無限供應的廢料。生物固體能從沼氣中生產出完全清潔的燃料，同時又防止了溫室氣體的排放，我們可以在環境和經濟上取得真正的勝利。”

生物固體在農業中通常用作肥料和土壤改良劑，但世界上約30%的生物固體資源被儲存或送往垃圾填埋場，這對環境構成了挑戰。

東南水務高級研究和計劃科學家，澳大利亞生物固體資源轉化ARC培訓中心的副主任(行業)Aravind Surapaneni博士說，研究生物固體的新的有價值的用途至關重要。

Surapaneni說：“廢水處理部門一直在尋求新方法，以對環境可持續發展和負責任的方式將生物固體轉化為高價值產品。”

技術如何運作

在國際氫能雜志上發表的新方法中，首先將生物固體轉化為生物炭-一種富含碳的木炭形式，用于改善土壤健康。

源自生物固體的生物炭含有一些重金屬，這使其成為從沼氣中產生氫氣的理想催化劑。

作為實驗規模研究的一部分，研究人員使用類似于沼氣的富含甲烷的氣體測試了該過程。

他們表明，由生物固體制成的生物炭對于將氣體分解為氫和碳的組成元素非常有效。

分解過程也可以在RMIT開發并獲得專利的特別設計的高效反應器中進行，該反應器既可以生產氫氣，也可以生產包覆有碳納米材料的高價值生物炭。

通過將沼氣和生物固體中的碳轉化為先進的碳納米材料，他們的方法還可以捕獲和隔離溫室氣體，以防止其釋放到大氣中。

通過新技術生產的碳納米材料涂層生物炭具有一系列潛在應用，包括環境修復，增強農業土壤和儲能。