愛荷華州立大學(xué)(Iowa State University)的研究人員正在開發(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,。
美國農(nóng)業(yè)部(U.S. Department of Agriculture，USDA)和美國能源部(U.S. Department of Energy，DOE)近日宣布將支持這項研究，并提供為期兩年的資助,，金額高達94.4899萬美元。USDA和DOE在為期三年的期限內(nèi),，對21所進行生物質(zhì)研究、發(fā)展和示范項目提供了1,840萬美元的贊助,。
該項愛荷華州的項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),。研究人員正在開發(fā)一套生物質(zhì)轉(zhuǎn)化乙醇的系統(tǒng)，其工作機理如下：利用快速熱解來分解玉米秸稈,、柳枝稷等植物生物質(zhì),，在900華氏度的無氧環(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實的納米微球，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題。Victor Lin已對將合成氣體轉(zhuǎn)化為乙醇的催化劑進行了一年研究,，并申請了專利,。
Victor Lin表示，研究人員已長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年代初開始,，由于原有的研究進展中存在一些問題而發(fā)展緩慢,。化學(xué)方法無法產(chǎn)生高效生產(chǎn)所必需的選擇反應(yīng),，在控制這些反應(yīng)方面也存在一些問題,。但是，現(xiàn)在的重點逐漸轉(zhuǎn)移到生物質(zhì)和可再生能源上,，這將迎來技術(shù)開發(fā)的復(fù)興,。
愛荷華州可持續(xù)環(huán)境技術(shù)研究中心的Satrio表示，該研究合作“令人興奮,。這將是該項技術(shù)研究的終結(jié),。”該中心將重點開發(fā)高效經(jīng)濟的系統(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)是開發(fā)完善的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)以在未來實現(xiàn)經(jīng)濟可行性?？紤]到將生物質(zhì)運輸?shù)饺剂仙a(chǎn)工廠的體積和數(shù)量,，這一過程并不容易，且價格昂貴,。能源部預(yù)計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,，愛荷華州的設(shè)想是將生物質(zhì)運輸?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。這種生物油容易運輸?shù)酱笮偷膮^(qū)域性設(shè)施中,，在高壓下進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個研究項目推進了布什總統(tǒng)的先進能源創(chuàng)新計劃(Advanced Energy Initiative),，并已獲得資助,。該創(chuàng)新計劃的目標(biāo)是通過提高能源效率并使能源來源多樣化，改變國家為汽車,、家庭和企業(yè)的供能方式,。項目獲得的資助將由該部門的生物質(zhì)研發(fā)創(chuàng)新計劃(Biomass Research and Development Initiative)提供。
