愛(ài)荷華州立大學(xué)(Iowa State University)的研究人員正在開(kāi)發(fā)利用熱化學(xué)催化技術(shù)，從植物生物質(zhì)中高效提取乙醇的的綜合體系,。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部(U.S. Department of Agriculture,，USDA)和美國(guó)能源部(U.S. Department of Energy，DOE)近日宣布將支持這項(xiàng)研究,，并提供為期兩年的資助,，金額高達(dá)94.4899萬(wàn)美元。USDA和DOE在為期三年的期限內(nèi),，對(duì)21所進(jìn)行生物質(zhì)研究,、發(fā)展和示范項(xiàng)目提供了1,840萬(wàn)美元的贊助。
該項(xiàng)愛(ài)荷華州的項(xiàng)目將由催化研究中心(Center for Catalysis)主任的化學(xué)教授Victor Lin負(fù)責(zé),。研究人員正在開(kāi)發(fā)一套生物質(zhì)轉(zhuǎn)化乙醇的系統(tǒng),，其工作機(jī)理如下：利用快速熱解來(lái)分解玉米秸稈、柳枝稷等植物生物質(zhì),，在900華氏度的無(wú)氧環(huán)境下,，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物油,。在1,100至1,500華氏度下，生物油與水蒸氣和/或氧氣結(jié)合,，氣化產(chǎn)生混合有一氧化碳,、氫氣、二氧化碳和短鏈烴類氣體的合成氣體,。其中的氫氣和一氧化碳將與基于納米技術(shù)的催化劑反應(yīng),，生成乙醇燃料。這種新型催化劑的想法基于堅(jiān)實(shí)的納米微球,，它的直徑只有1米的10億分之250,，并有蜂窩狀通道貫穿其中。這些通道可以裝載金屬催化劑以及其他可促進(jìn)高效反應(yīng)和產(chǎn)物選擇性的物質(zhì),?？紤]到納米結(jié)構(gòu)和催化物質(zhì)的獨(dú)特空間結(jié)構(gòu)，這種新技術(shù)可解決原有化學(xué)中的一些選擇性和控制方面的問(wèn)題,。Victor Lin已對(duì)將合成氣體轉(zhuǎn)化為乙醇的催化劑進(jìn)行了一年研究，并申請(qǐng)了專利,。
Victor Lin表示,，研究人員已長(zhǎng)期研究了使用催化劑將該合成氣體轉(zhuǎn)化為乙醇。但從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始,，由于原有的研究進(jìn)展中存在一些問(wèn)題而發(fā)展緩慢,。化學(xué)方法無(wú)法產(chǎn)生高效生產(chǎn)所必需的選擇反應(yīng),，在控制這些反應(yīng)方面也存在一些問(wèn)題,。但是，現(xiàn)在的重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到生物質(zhì)和可再生能源上,，這將迎來(lái)技術(shù)開(kāi)發(fā)的復(fù)興,。
愛(ài)荷華州可持續(xù)環(huán)境技術(shù)研究中心的Satrio表示，該研究合作“令人興奮,。這將是該項(xiàng)技術(shù)研究的終結(jié),。”該中心將重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，生產(chǎn)出清潔的合成氣體與Lin的催化劑發(fā)生反應(yīng),。中心的研究人員將使用兩種熱化學(xué)技術(shù)(快速熱解和氣化),，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)完善的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性?？紤]到將生物質(zhì)運(yùn)輸?shù)饺剂仙a(chǎn)工廠的體積和數(shù)量,，這一過(guò)程并不容易，且價(jià)格昂貴,。能源部預(yù)計(jì)一座生物煉制加工廠每天至少需要2,000噸生物質(zhì),。一年的供應(yīng)量將消耗100英畝土地上25英尺高的生物質(zhì),。Satrio表示，愛(ài)荷華州的設(shè)想是將生物質(zhì)運(yùn)輸?shù)疆?dāng)?shù)匦⌒偷目焖贌峤鈴S,，分解植物纖維并轉(zhuǎn)化為生物油,。這種生物油容易運(yùn)輸?shù)酱笮偷膮^(qū)域性設(shè)施中，在高壓下進(jìn)行有效氣化并催化轉(zhuǎn)化為乙醇,。
農(nóng)業(yè)部和能源部表示,，由于21個(gè)研究項(xiàng)目推進(jìn)了布什總統(tǒng)的先進(jìn)能源創(chuàng)新計(jì)劃(Advanced Energy Initiative)，并已獲得資助,。該創(chuàng)新計(jì)劃的目標(biāo)是通過(guò)提高能源效率并使能源來(lái)源多樣化,，改變國(guó)家為汽車、家庭和企業(yè)的供能方式,。項(xiàng)目獲得的資助將由該部門的生物質(zhì)研發(fā)創(chuàng)新計(jì)劃(Biomass Research and Development Initiative)提供,。
