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          環境科學家希望從湖泊中提取碳中性的“生物燃料”

          發表日期:2021-05-07 17:05文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

          cnBeta.COM5月2日訊: 湖泊儲存了大量的甲烷。在一項新的研究中,巴塞爾大學的環境科學家就如何提取甲烷并以甲醇的形式將其作為一種能源提出了建議。關于當前氣候危機的討論通常集中在二氧化碳(CO2)上。溫室氣體甲烷不太為人所知,但盡管它在大氣中更為罕見,其全球變暖的潛力是每單位的80至100倍。

          人類活動造成的甲烷有一半以上來自石油生產和農業化肥。但這種氣體也是由微生物自然分解生物質產生的,例如在湖泊中。在他們最近的出版物中,巴塞爾大學環境科學系博士后Maciej Bartosiewicz和生物地球化學研究小組負責人Moritz Lehmann教授概述了利用湖泊和其他淡水體的甲烷進行可持續能源生產的潛力和理論可能性。

          來自湖泊和水庫的甲烷約占全球自然甲烷排放量的20%。"Bartosiewicz說:"理論上,這將足以滿足世界的能源需求。湖泊通過浮游植物的生長不斷從大氣中吸收二氧化碳。微生物在處理生物質時將通過光合作用固定的碳轉化為甲烷。這樣一來,在燃燒過程中,束縛在甲烷中的碳仍然在自然循環中?;剂峡梢圆糠值乇?"自然 "可再生甲烷所取代。甲烷氣體已經在燃氣電廠中燃燒發電,并以液體甲醇的形式作為燃料使用。

          文章中描述的想法并不完全是新的:自2016年以來,盧旺達和剛果民主共和國之間的基伍湖中的甲烷已經從260米深處被提取出來,經過清洗,并直接通過發電機用于能源供應。"甲烷以高濃度大量出現在那里的湖床上,"Bartosiewicz解釋說。"甲烷濃度比普通湖泊高約100倍"。低濃度使得從傳統湖泊中提取甲烷在技術上似乎過于困難,直到幾年前。但是,由聚合物材料制成的新的微孔膜現在可以更有效地將氣體從水中分離出來。

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          圖為技術實施的概念設計。一個配備了高性能膜的移動設備自主地在湖底搜索最高的甲烷濃度。處理后的氣體通過軟管被輸送到岸邊的一個收集站,在那里被加工成甲醇用于能源生產。資料來源:巴塞爾大學

          研究人員在這方面提出了第一個具體建議:使用疏水性氣液膜接觸器(GLMC),含甲烷的氣體混合物可以與水分離,甲烷可以被濃縮。沸石礦物質特別適合于濃縮,因為疏水性的晶體物質可以吸附和釋放氣體。

          "Bartosiewicz說:"瑞士的湖泊非常適合提取甲烷。原因是這個國家有大量的湖水。"我們最近了解到,它們也產生并向大氣排放大量的甲烷"。此外,蘇黎世聯邦理工學院的異質催化主席也參與了這項研究,他在使用沸石的吸附過程中擁有廣泛的專業知識。

          "Bartosiewicz說:"通過我們的想法,我們想就這樣一項技術的潛力、可行性和風險展開廣泛討論。"到目前為止,沒有任何研究涉及到甲烷清除對湖泊生態系統功能的影響,但以我們目前的理解,不能預見直接的負面影響。" 然而,去除多余的碳甚至可以幫助遏制浮游植物的過度繁殖形成,減少湖泊的自然溫室氣體排放。Bartosiewicz說,在對這一最初的理論想法進行任何實際實施之前,還需要更多的工作。但他深信不疑。"這個概念有一天可以為實現我們的氣候目標做出重要貢獻"。

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