随着世界能源需求的增加，我们对化石燃料的消耗也在增加。大量的温室气体排放对环境造成严重的影响。为了解决环境问题，科学家们一直在寻找可替代的、可再生的能源。
一个主要的候选方法是从植物和动物的有机废物或生物质中产生氢气。生物质还从大气中吸收、去除和储存二氧化碳，而生物质分解可导致负排放或去除温室气体。但什么才是最大限度地将其转化为能源的最佳方式呢？
生物质气化技术
目前有两种主要的方法将生物质转化为能源：气化和热解。气化将固体或液体生物质在1000摄氏度左右的温度下转化为气体和固体化合物；这种气体被称为“合成气”，而固体则是“生物炭”。
“合成气”是氢、甲烷、一氧化碳和其他碳氢化合物的混合物，这些碳氢化合物被用作生物燃料来发电。另一方面，“生物炭”通常被认为是一种固体碳废物，尽管它可以用于农业应用。
生物质热解技术
另一种方法，生物质热解，类似于气化方法，只不过生物质在较低的温度（400-800摄氏度之间）和在惰性气体中加热。热解通常有三种类型：常规热解、快速热解和闪速热解。在这三个产品中，前两个花费的时间最长，炭的产量最多。
闪速热解在600摄氏度的温度下进行，产生的合成气最多，时间最短。不过，它的缺点在于还需要能够承受高温和高压的专用反应堆。
香蕉皮热裂解以生产氢气
现在，由EPFL基础科学学院的Hubert Girault教授领导的科学家们开发了一种新的生物质光解方法，它不仅能产生有价值的合成气，还能产生可重新用于其他用途的生物炭。这项工作发表在《化学科学》上。
该方法使用氙灯进行闪光灯热解，氙灯通常用于固化印刷电子产品的金属油墨。Girault的研究小组在过去几年中也将该系统用于其他目的，如合成纳米颗粒。
疝灯提供了一个高功率的能量源，以及促进光热化学反应的短脉冲。生物质吸收了这个闪光能量，并瞬间触发了光热生物质转化为合成气和生物炭。这种技术被用于不同来源的生物质：香蕉皮、玉米棒、橘子皮、咖啡豆和椰子壳，所有这些生物质最初都在105摄氏度下干燥24小时，然后研磨成细细的粉末。然后在环境压力和惰性气体参与下，将这些粉末放在一个带有标准玻璃窗的不锈钢反应器中。氙灯闪烁，整个转换过程在几毫秒内完成。
“每公斤干燥的生物质可以产生大约100升氢气和330克生物炭。”该项目的研究人员介绍说。
从能量的角度来计算，每公斤干燥的生物质可产生4.09兆焦耳的能量。
这种方法的优势在于它的最终产物氢和固体碳生物炭都很有价值。氢可以用作绿色燃料，而碳生物炭可以埋在地下用作肥料，也可以用来制造导电电极。
（独家编译：科幻世界）
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