Для извлечения водорода из биомассы предложили использовать ксеноновые лампы

Химики выяснили, что мощные ксеноновые лампы, применяемые для пайки плат в электронной промышленности, можно использовать для почти мгновенного разложения растительной биомассы на водород, угарный газ и чистый углерод. Этот подход заметно удешевит производство биоводорода, надеются ученые. Результаты исследования опубликовал научный журнал Chemical Science.

"Разложение каждого килограмма биомассы приводит к образованию около ста литров водорода и 330 грамм биоугля, что составляет около трети от изначальной массы растительных останков. В данном случае мы не только получаем полезные ресурсы, но и фиксируем большие количества СО2, который растения поглотили из атмосферы", – рассказала Бхавна Нагар, научный сотрудник Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), которая участвовала в исследовании.

За последние десятилетия ученые разработали несколько методов превращения растительной биомассы в топливо. Как правило, оно производится в несколько этапов с участием грибков и бактерий. Биотопливо используется достаточно широко, однако оно отличается высокой себестоимостью производства и низкой энергетической емкостью по сравнению с обычным бензином.

Нагар и ее коллеги предложили альтернативную методику переработки растительного сырья, которая позволяет использовать его для производства биоводорода и биоугля с минимальными затратами энергии. Ученые совершили это открытие во время опытов со специализированными ксеноновыми лампами, которые обычно используются в полупроводниковой промышленности для пайки металлических соединений в печатных платах.

Новый источник биоводорода
Недавно швейцарские химики обнаружили, что эти приборы можно использовать для быстрого и дешевого производства различных наночастиц. Это открытие натолкнуло ученых на мысль, что ксеноновые лампы можно применять для фотолиза растительной биомассы, ее быстрого разложения под действием высоких температур и световой энергии.

Как показали первые опыты, уже существующие промышленные ксеноновые лампы позволяют извлечь большое количество водорода из растительной биомассы, если предварительно нагреть ее до температуры в 105 °С и перемолоть в мелкий порошок. В дополнение к этому, около трети сырья превращается в биоуголь, который можно использовать как в качестве топлива, так и в качестве сырья в разных сферах промышленности.

По словам исследователей, подобным образом можно разлагать самое разное растительное сырье, начиная со шкурок бананов и заканчивая скорлупой кокосовых орехов. В отличие от других методов разложения биомассы, методика Нагар и ее коллег не требует использования специализированных реакторов, в которых поддерживаются высокие температуры и большое давление, что сокращает расходы на производство водорода и угля.
​
Последующие опыты, как надеются химики, помогут им оптимизировать эту методику разложения биомассы для ее применения в промышленных масштабах, что сделает ее еще более привлекательной для потенциальных инвесторов.