又出创新成果!大连化物所利用光能和生物质同时制备柴油和氢气
天健网消息(记者 葛春家)汽车以及大动力装置都离不开柴油这一宝贵能源,氢气则是化学工业和面向未来的清洁能源,都是人类赖以生存的能源基础。近日,大连化物所王峰研究员团队提出并在实验中实现了一种利用光能(太阳能或人造光源)和生物质下游产品为原料,制备柴油和氢气的设想。该过程实现了光能和生物质能向氢能和柴油的定向转化,为实现只利用地表以上可再生碳资源和太阳能生产洁净能源提供创新的方法。相关论文发表在最新一期的《自然·能源》杂志上。
大连化物所生物能源研究部部长王峰
“一箭双雕”:一个过程同时产生油品和氢气
生物质,包括秸秆、林木废弃物等,是自然界中产量最大的可持续碳资源,可以替代石化资源并给我们提供大量的生产生活用品。作为利用光能分解水生产氢气的替换方法,光催化分解生物质原料通常可以获得更高的光能利用率和产生氢气速率。但生产氢气后的生物质废弃物附加值降低,不仅浪费了大自然赋予的可持续生物质资源,而且还污染环境。因此,发展一种既生产氢气,又能够将生物质转化为有用的化学品或者燃料的技术十分重要。
经过长期探索,王峰团队开发了一种利用光能来驱动生物质下游产品,同时生产氢气和原柴油两种能源品的过程。该反应在常温常压下进行,获得组分非常丰富的原柴油。脱除该原柴油中的氧,可以得到更接近目前石油柴油的可再生高品质油品,并副产氢气。该过程在利用光能和生物质制氢后,产生的生物质产物还可以经过进一步加工还可生成高品质柴油,一个过程同时生成两种重要产物,可谓是“一箭双雕”。
这种技术的核心是催化剂。“我们这个研究的核心,就是发现了一种催化剂,在光的照射下,能够将一种来自于生物质的前驱物转变成氢气和燃料油。通俗地讲,这两种前驱物质就像是两个戴着拳击手套的运动员,我们要做的是把他们的手套拿掉,让他们手拉手,脱掉的手套还变成了氢气。”中国科学院大连化物所研究员王峰说。
大连化物所王峰研究员团队
催化产业大连NO.1
王峰现任大连化物所生物能源研究部部长。2005年,他从大连化物所博士毕业后,先后在美国加州大学伯克利分校和日本北海道大学催化科学研究中心做博士后。2009年回到大连化物所工作,担任创新课题组组长。“在国外转了一圈我发现,做催化研究大连化物所是最好的。我们所的一个显著特点是大团队作战,协调统一,这样才能够出大成果。另一个特点是,我们所做一个项目,可以从基础研究一直做到工业应用。国际上其他单独做催化研究的大学或者企业,很少能做到这一点。”
就催化这个产业而言,王峰认为在全国范围来看大连做的最好。王峰介绍说,化学化工类的国家重点实验室上一次全国评出六个优秀实验室,大连占了三个,包括大连化物所的催化基础国家重点实验室、分子反应动力学国家重点实验室和大连理工大学的精细化工国家重点实验室。“大连地区科研实力雄厚,化工产业发展也有很悠久的历史。大连发展催化产业,可谓天时、地利、人和,可以充分利用化物所和在连高校的研发能力、技术优势和人才优势,将大连打造成催化研究和产业的高地。”