九州大学的椿俊太郎副教授等人开发出了一种利用热量分解厨余垃圾以及间伐下来的树枝等生物质,使其易于利用的方法。该方法通过控制微波,能够高效加热到生物质的内部。这一成果有望提高从生物质中获得有用碳材料时的热解效率。
通过控制微波分两阶段加热,能够加热到生物质内部(供图:椿副教授)
生物质有望用于直接燃烧发电和热分解后制造功能性材料。生物质热解时可得到氢和一氧化碳等混合气体、可长期储存的碳以及用于燃料电池电极材料的固体碳材料等。然而,由于其主要成分的木材的导热性较低,加热前需要将其粉末化等工序增加了成本。
使用微波时,无需将生物质粉末化即可迅速加热。但存在的问题是,随着热解的推进,微波会被生物质固体成分的表面反射掉,难以传递到内部。
椿副教授等人开发出一种精确控制微波并分两阶段加热生物质的热解炉。这种设备首先像微波炉一样加热生物质,从固体中分离出气体和液体,然后再通过类似电磁炉的原理控制微波传递到固体成分的内部,对整体进行加热。通过使用新型热解炉,可以在减少电力消耗的同时加热生物质。
由于间伐后获得的树枝等生物质的产生量和位置会随着季节而变化,因此大型的处理设施会有作业率较低的时期。今后研究团队将开发可根据生物质的产生情况移动到必要位置的可移动设备,进一步推进实用化研究。
原文:《日本经济新闻》、2024/12/10
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Chemical Engineering Journal
论文:Process intensification of the ultra-rapid pyrolysis of bamboo by spatially separated microwave electric and magnetic fields
DOI:10.1016/j.cej.2024.156260