如何利用生物固体的力量制造氢气

研究人员已经使用生物固体，通过一项新技术从废水中产生氢气，这项新技术可支持人类无限资源之一(污水)的全面回收。

创新重点在于废水处理过程的副产物生物固体和沼气的高级升级处理。

该专利技术是由RMIT大学的研究人员开发的，它使用一种源自生物固体的特殊材料来引发化学反应，从而从沼气中产生氢气。

该方法意味着生产氢气所需的所有材料都可以在废水处理厂现场获得，而无需昂贵的催化剂。

该方法还可以捕集生物固体和沼气中的碳，这些碳将来可能使废水排放接近于零。

首席研究员卡尔皮特·沙(Kalpit Shah)副教授表示，现有的生产氢气的商业方法是排放和资本密集型的​​，并且严重依赖天然气。

“我们的替代技术为制氢提供了一种可持续的，具有成本效益的，可再生的和高效的制氢方法，” RMIT澳大利亚生物固体资源转化ARC培训中心的副主任(学术)Shah说。

“为了实现向循环经济的过渡，我们需要使我们能够从通常会浪费的资源中榨取全部价值的技术。我们用于制氢的新技术依赖于本质上无限供应的废料。生物固体能从沼气中生产出完全清洁的燃料，同时又防止了温室气体的排放，我们可以在环境和经济上取得真正的胜利。”

生物固体在农业中通常用作肥料和土壤改良剂，但世界上约30%的生物固体资源被储存或送往垃圾填埋场，这对环境构成了挑战。

东南水务高级研究和计划科学家，澳大利亚生物固体资源转化ARC培训中心的副主任(行业)Aravind Surapaneni博士说，研究生物固体的新的有价值的用途至关重要。

Surapaneni说：“废水处理部门一直在寻求新方法，以对环境可持续发展和负责任的方式将生物固体转化为高价值产品。”

技术如何运作

在国际氢能杂志上发表的新方法中，首先将生物固体转化为生物炭-一种富含碳的木炭形式，用于改善土壤健康。

源自生物固体的生物炭含有一些重金属，这使其成为从沼气中产生氢气的理想催化剂。

作为实验规模研究的一部分，研究人员使用类似于沼气的富含甲烷的气体测试了该过程。

他们表明，由生物固体制成的生物炭对于将气体分解为氢和碳的组成元素非常有效。

分解过程也可以在RMIT开发并获得专利的特别设计的高效反应器中进行，该反应器既可以生产氢气，也可以生产包覆有碳纳米材料的高价值生物炭。

通过将沼气和生物固体中的碳转化为先进的碳纳米材料，他们的方法还可以捕获和隔离温室气体，以防止其释放到大气中。

通过新技术生产的碳纳米材料涂层生物炭具有一系列潜在应用，包括环境修复，增强农业土壤和储能。