Grafiskt abstrakt. Kredit:Energi (2022). DOI:10.1016/j.energy.2022.124791
Utvecklingen och utnyttjandet av energi från landsbygdens biomassa är en viktig strategi för att minska användningen av fossila bränslen och de därav följande koldioxidutsläppen.
Jordbruksavfall som halm och boskapsgödsel innehåller många kolhydrater som glukos, stärkelse, cellulosa etc. som kan användas som näringskällor för bakterier och främja produktionen av biogas.
Nu har ett gemensamt forskarlag under ledning av Dr Zhang Yanhui från Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) funnit att ett magnetfält kan bidra till att öka genereringen av syntetisk biogas.
Studien publicerades i Energy . Prof. Zhao Bo från Northeast Electric Power University och professor Yang Yuyi från Wuhan Botanical Garden of CAS var också involverade i studien.
Forskarna undersökte effekterna av att använda ett statiskt magnetfält (SMF) i närvaro av tillsatsen titandioxidskummad nickel (TiO2 -FNi) med bioaffinitet under anaerob matsmältning och metanering av majsstover. I denna process, TiO2 -FNi deponeras på botten av reaktorn i bulkform och den externa magnetfältsmiljön tillhandahålls av permanentmagneter.
Tillsatsen TiO2 -FNi som används i denna studie är ett poröst ledande material. Dess porösa struktur och flera räfflade yta, tillsammans med TiO2s icke-biotoxicitet , öka dess lämplighet för vidhäftning av flora och bildandet av elektroaktiva biofilmer som främjar elektronöverföring.
Magnetfältets intensitet regleras genom att styra avståndet mellan permanentmagneten och reaktorns botten. Samarbetet med magnetfältet främjar ytterligare cellproliferationshastigheten och glykolysen.
Med återvinningsgraden TiO2 -FNi kompositmaterial nådde 99,29%, processen visade god återvinningspotential och miljövänlighet. Energibalansanalysen visade också att den anaeroba jäsningsprocessen i försöksgruppen var 43,68 %, vilket var 13,20 procentenheter högre än kontrollgruppen.
De experimentella resultaten visade att metanproduktionen ökade med 44,71 % vid en 2,82 g L -1 TiO2 -FNi-koncentration och med ett 11,4mT magnetfält. "Genom att stärka metanproduktionsvägen för direkt elektronöverföring mellan arter, återvinning av CO2 realiseras och kolemissionen i reaktionsprocessen minskar", säger Dr. Zhang.
Denna studie ger en miljövänlig och hållbar strategi för storskalig produktion av metan och väte från jordbruksavfall. + Utforska vidare
