Лепљиви и токсични нуспроизвод који дуго представља проблем у производњи обновљиве енергије могао би ускоро постати драгоцен ресурс, показује нови прегледни рад објављен у часопису Biochar.
Када се биомаса као што су пољопривредни остаци, дрво или други органски материјали загревају ради производње чисте енергије и биочара, настаје и густа течност позната као био-тар.
Ова смола лако запушава цевоводе, оштећује опрему и представља еколошки ризик уколико доспе у атмосферу. Деценијама истраживачи покушавају да пронађу начине да је елиминишу или неутралишу.
Од отпада до ресурса: настанак „био-карбона“
Сада тим научника из Кинеске академије пољопривредних наука предлаже да се био-тар не третира као отпад, већ да се претвара у „био-карбон“ – нови материјал са применама у области пречишћавања воде и складиштења обновљиве енергије.
„Наш рад показује да претварање био-тара у био-карбон не само што решава технички проблем у биоенергетској индустрији, већ и отвара врата за производњу напредних угљеничних материјала високе економске вредности,“ изјавио је др Зонглу Јао, водећи аутор студије.
Хемијски процеси који граде напредне материјале
Прегледна студија анализира хемијске реакције унутар био-тара, посебно оне у којима учествују једињења богата кисеоником, попут карбонила и фурана. Ове реакције природно подстичу полимеризацију – процес у којем се мали молекули повезују и формирају веће, стабилније угљеничне структуре.
Прецизним подешавањем температуре, времена реакције и додатака, научници могу усмерити овај процес како би добили био-карбон са жељеним својствима.
Особине и примене био-карбона
Настали материјал се разликује од обичног биочара. Био-карбон има већи садржај угљеника, мање пепела и јединствене структурне особине које га чине погодним за напредну употребу. Раније студије указују да би био-карбон могао да служи као:
Адсорбент за пречишћавање загађене воде и ваздуха хватањем тешких метала и органских загађивача.
Материјал за електроде у новој генерацији суперкондензатора, кључних за складиштење обновљиве енергије.
Катализатор који убрзава индустријске хемијске реакције на одрживији начин од традиционалних, фосилних опција.
Чисто гориво са смањеним емисијама штетних једињења азота и сумпора.
Економске и еколошке предности
Недавне економске и еколошке анализе указују да претварање био-тара у био-карбон доноси позитивне енергетске, финансијске и еколошке ефекте. На пример, замена угља био-карбонским горивом могла би смањити емисију угљен-диоксида за стотине милиона тона годишње, истовремено доносећи профит постројењима која прерађују биомасу.
Изазови и будући развој
Ипак, постоје изазови. Због хемијске сложености био-тара, тешко је у потпуности контролисати процес полимеризације, а производња у великом обиму још није постигнута.
Аутори препоручују комбиновање лабораторијских експеримената са компјутерским симулацијама и машинским учењем како би се оптимизовали реакциони путеви и дизајнирао био-карбон са специфичним функцијама.
„Полимеризација био-тара није само третман отпада – она представља нови фронт за стварање одрживих угљеничних материјала,“ нагласила је прва ауторка Јуксуан Сан. „Уз даља истраживања, овај приступ би могао значајно да побољша ефикасност биоенергетских система и обезбеди нове алате за заштиту животне средине и чисте технологије.“
