據(jù)外媒報(bào)道，借助于來自薩斯喀徹溫大學(xué)（University Of Saskatchewan）加拿大光源（CLS）的技術(shù)，加拿大研究人員利用太陽能，將小麥秸稈等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫燃料和更有價(jià)值的生物化學(xué)品，并取得重要進(jìn)展。這種方法更加高效、環(huán)保，而且更具經(jīng)濟(jì)效益。

 （圖片來源：CLS）

卡爾加里大學(xué)（UCalgary）的助理教授Dr. Jinguang Hu表示，在利用生物質(zhì)或植物材料生產(chǎn)能源方面，已有40多年的研究歷史，其中最常見的是熱化學(xué)和生物工藝，但這會(huì)導(dǎo)致碳排放和成本過高。

最近，Dr. Hu及其同事Dr. Md Golam Kibria重點(diǎn)探討新型環(huán)保方法，以替代常規(guī)煉油廠采用的方法。他們開發(fā)的光生物精煉（photobiorefinery）法，利用太陽能分解麥秸等生物質(zhì)，制造綠色氫氣和一種高價(jià)值生物化學(xué)品。 

有效實(shí)施生物質(zhì)光精煉法的關(guān)鍵在于麥秸預(yù)處理。Dr. Hu表示，植物細(xì)胞壁由復(fù)雜和高度組織化的纖維素結(jié)構(gòu)構(gòu)成，纖維素是生物質(zhì)的主要組成部分。通過生物質(zhì)預(yù)處理，破壞這些結(jié)構(gòu)，使更多的材料暴露在由太陽能驅(qū)動(dòng)的過程中。Kibria稱，他們的目標(biāo)是，找出一種不需要使用非再生資源的預(yù)處理方法，從而“大量減少碳排放，并降低成本”。 

研究人員利用CLS的硬X射線顯微分析光束線，來比較生麥秸和經(jīng)過多種方式預(yù)處理的秸稈，觀察光精煉過程中的兩種反應(yīng)。結(jié)果表明，經(jīng)過磷酸預(yù)處理，產(chǎn)生的綠色氫氣和乳酸最多。乳酸通常應(yīng)用于生物塑料和食品、化學(xué)和醫(yī)療行業(yè)。Kibria表示：“我們可以通過CLS設(shè)備，實(shí)時(shí)觀察麥秸在光煉過程開始、進(jìn)行及之后的穩(wěn)定性，這為我們提供了很大的優(yōu)勢(shì)。” 

另一關(guān)鍵因素是，找到一種廉價(jià)易得的催化劑來驅(qū)動(dòng)光精煉過程。本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，使用由碳和氮制成的低成本光催化劑效果最好。這種催化劑專為由可見光驅(qū)動(dòng)的纖維素光重整而設(shè)計(jì)。 Dr. Hu表示：“所有的生物質(zhì)都具有相似的化學(xué)成分。我們的研究表明，你可以調(diào)整預(yù)處理過程和催化劑，提升可再生有機(jī)材料的價(jià)值。”這一發(fā)現(xiàn)開辟了新途徑，有助于將秸稈和其他植物材料轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的綠色氫氣和生物化學(xué)品。 

Kibria表示，下一步將繼續(xù)研究“優(yōu)化催化劑以捕捉更多的可見光光譜”，并著眼于商業(yè)化，以擴(kuò)大光精煉規(guī)模。“因?yàn)樯镔|(zhì)能捕獲大氣中的二氧化碳，所以我們可以利用這一工藝來保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)綠色氫氣和化學(xué)品。”