还在为沼气产能太低发愁？等离子体带来了新希望_风闻

 

研究人员发现，等离子体可诱导生物质分解，降低其黏度和流动阻力。这对提升沼气产能有重要的现实意义。

图为实验反应器的等离子腔。等离子体造成木质纤维素溶液粘度降低。研究人员认为，前者可能破坏了后者的聚合物链。

微生物能够分解生物质产生沼气，这为未来的绿色能源发展提供了新选项。然而，生物质复杂的组成，为其能源化带来了重重挑战——生物质中的纤维素和木质纤维素尤其难以被微生物降解，使整个“消化过程”的效率十分低下。

工作人员可以通过化学方式、物理方式、机械方式或结合方式对生物质进行预处理，从而降低降解难度。然而，这类方法或是成本高，或是效率低，还可能依赖腐蚀性化学品。

《AIP Advances》杂志当地时间9月22日发文称，德国莱布尼茨等离子科学与技术研究所的研究人员通过测试生物质中等离子体的形成，发现了一种颇具前景的生物质预处理方法。

论文作者Bruno Honnorat解释说：“等离子体可以被视作一种活性气体，它包含了大量粒子。这些粒子携带的几电子伏特的动能可以用于打破化学键、挣脱分子束缚。但是，在流动液体中达到等离子体放电条件是非常困难的。”

为此，Honnorat团队制造了一种反应器。研究人员将2千瓦功率的微波脉冲注入流动液体模型，并在1毫秒内诱导等离子的形成。微波功率集中作用于反应器的小型反应腔体内，使其中不到1毫升的液体经加热、蒸发和点燃后形成膨胀的等离子体气泡。

等离子体-液体相互作用形成活性物质（如羟基自由基和过氧化氢等氧化剂），这些物质有助于分解生物质，并降低生物质的黏度或流动阻力。

在一个合作项目中，研究人员将在沼气厂中对该过程进行全面测试。

Honnorat团队此后将继续深入探索等离子体是否确实破坏了聚合物链段，并开展等离子体气泡动力学研究，评估等离子体气泡的形状演变和寿命等参数，进而更好地了解等离子体中产生的活性物质。该研究的成果可用于提高沼气产量、提升微波-等离子-液体相互作用的效率，以及修改聚合物长度。

编译：雷鑫宇

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《AIP Advances》

期刊编号：2158-3226

原文链接：

https://phys.org/news/2020-09-plasma-biomass-biogas-easier.html

版权声明：本文为原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源。

转载本公号内容请联系授权

[email protected]