Astratto grafico. Credito:Energia (2022). DOI:10.1016/j.energy.2022.124791
Lo sviluppo e l'utilizzo dell'energia da biomassa rurale è una strategia importante per ridurre l'uso di combustibili fossili e le conseguenti emissioni di carbonio.
I rifiuti agricoli come paglia e letame di bestiame contengono molti carboidrati come glucosio, amido, cellulosa, ecc., che possono essere utilizzati come fonti nutritive per i batteri e promuovere la produzione di biogas.
Ora, un gruppo di ricerca congiunto guidato dal dottor Zhang Yanhui dell'Istituto di tecnologia avanzata di Shenzhen (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha scoperto che un campo magnetico può aiutare a migliorare la generazione di biogas sintetico.
Lo studio è stato pubblicato su Energia . Nello studio sono stati coinvolti anche il Prof. Zhao Bo della Northeast Electric Power University e il Prof. Yang Yuyi del Wuhan Botanical Garden of CAS.
I ricercatori hanno studiato gli effetti dell'utilizzo di un campo magnetico statico (SMF) in presenza dell'additivo nichel schiumato con biossido di titanio (TiO2 -FNi) con bioaffinità durante la digestione anaerobica e la metanazione del fornello di mais. In questo processo, TiO2 -FNi è depositato sul fondo del reattore in forma sfusa e l'ambiente del campo magnetico esterno è fornito da magneti permanenti.
L'additivo TiO2 -FNi utilizzato in questo studio è un materiale conduttivo poroso. La sua struttura porosa e la superficie a più scanalature, insieme alla non biotossicità del TiO2 , aumentano la sua idoneità all'adesione della flora e alla formazione di biofilm elettroattivi che favoriscono il trasferimento di elettroni.
L'intensità del campo magnetico è regolata controllando la distanza tra il magnete permanente e il fondo del reattore. La cooperazione con il campo magnetico promuove ulteriormente il tasso di proliferazione cellulare e glicolisi.
Con il tasso di recupero di TiO2 -Materiale composito FNi che raggiunge il 99,29%, il processo ha mostrato un buon potenziale di recupero e compatibilità ambientale. L'analisi del bilancio energetico ha anche mostrato che il processo di fermentazione anaerobica nel gruppo sperimentale era del 43,68%, ovvero 13,20 punti percentuali in più rispetto al gruppo di controllo.
I risultati sperimentali hanno mostrato che la produzione di metano è aumentata del 44,71% a 2,82 g L -1 TiO2 Concentrazione -FNi e con un campo magnetico di 11.4mT. "Rafforzando il percorso di produzione del metano del trasferimento diretto di elettroni interspecie, il riciclaggio di CO2 viene realizzato e l'emissione di carbonio nel processo di reazione viene ridotta", ha affermato il dott. Zhang.
Questo studio fornisce una strategia ecologica e sostenibile per la produzione su larga scala di metano e idrogeno dai rifiuti agricoli. + Esplora ulteriormente
