Nghiên cứu tiết lộ cách thân thiện với môi trường để tạo ra năng lượng từ gỗ thải
Sơ đồ trình bày quá trình điều chế màng có nguồn gốc từ lignin: A) Phương pháp theo từng bước; B) Sự mắc kẹt của chuỗi PVA dọc theo các tinh thể băng thẳng đứng và chuỗi PVA liên kết ngang về mặt vật lý sau khi tan băng; C) Cấu trúc hóa học liên kết ngang kép của màng lignin/PVA. Tín dụng: Tài liệu chức năng nâng cao (2023). DOI: 10.1002/adfm.202306427
Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại Đại học Limerick ở Ireland đã tiết lộ một phương pháp bền vững để chuyển đổi nhiệt thải thành điện một cách hiệu quả bằng cách sử dụng các sản phẩm gỗ của Ireland, đồng thời giảm thiểu chi phí và tác động đến môi trường.
Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại UL phối hợp với các đồng nghiệp tại Đại học Valencia dẫn đầu đã chứng minh phương pháp tạo ra điện bằng cách sử dụng nhiệt lượng thấp thu hồi từ màng có nguồn gốc từ lignin.
Lignin, thường bị bỏ qua, là sản phẩm phụ bền vững có nguồn gốc từ gỗ trong sản xuất giấy và bột giấy. Nghiên cứu cho thấy những màng này có thể chuyển đổi nhiệt thải thành điện năng bằng cách tận dụng chuyển động của các nguyên tử tích điện (ion) bên trong vật liệu.
Đây là một tiến bộ đáng kể vì các nghiên cứu trước đây chỉ chứng minh công nghệ này sử dụng cellulose từ gỗ tự nhiên và nghiên cứu mới của UL đã áp dụng thành công công nghệ này cho lignin từ gỗ phế thải—kết quả là góp phần tạo ra một nền kinh tế tuần hoàn và bền vững hơn.
Nhiệt cấp thấp là nhiệt thải được tạo ra ở nhiệt độ dưới 200 độ C. Trong các quy trình công nghiệp, 66% nhiệt thải rơi vào loại này, điều này làm nổi bật tiềm năng của bước đột phá này trong việc phát triển các ứng dụng nhiệt thành điện bền vững.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Tài liệu chức năng nâng cao.
Giáo sư Maurice N Collins, Giáo sư Khoa học Vật liệu tại Trường Kỹ thuật của UL và Điều tra viên chính tại Viện Bernal, người giám sát nghiên cứu, giải thích: "Nhiệt độ thấp đến từ nhiều nguồn khác nhau như nhiệt thải trong công nghiệp, tổn thất nhiệt trong hệ thống cách nhiệt, đại dương gradient nhiệt, lên men sinh khối và nhiệt mặt trời."
“Bất chấp tiềm năng của nó, việc sử dụng năng lượng nhiệt cấp thấp trong các ứng dụng khai thác năng lượng vẫn đang gặp nhiều thách thức do thiếu các công nghệ hiệu quả về mặt chi phí”.
"Nghiên cứu của chúng tôi khám phá việc sử dụng màng nhiệt điện ion làm từ lignin, một sản phẩm phụ không được sử dụng đúng mức trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy, mang lại một giải pháp bền vững."
Tác giả chính Muhammad Muddasar, Tiến sĩ NXTGENWOOD. sinh viên tại Viện Bernal giải thích: "Chúng tôi đã phát triển màng dựa trên lignin đầu tiên để thu năng lượng nhiệt điện ion.
"Màng của chúng tôi nhẹ, dễ tổng hợp và tương thích sinh học, khiến nó phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm thu năng lượng nhiệt, cảm biến nhiệt độ và cảm biến y sinh để theo dõi sức khỏe."
Công việc của nhà nghiên cứu UL trong dự án NXTGENWOOD được thực hiện dưới sự bảo trợ của Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Sinh học và Vật liệu Tiên tiến (AMBER) của Liên đoàn Khoa học Ireland. Dự án được dành riêng để phát triển các ứng dụng giá trị gia tăng mới từ gỗ Ireland.
Giáo sư Collins cho biết: “Mặc dù vẫn còn chỗ để phát triển hơn nữa trong các ứng dụng chuyển đổi nhiệt thành điện, nhưng nghiên cứu chứng minh rằng lignin sẵn có dồi dào có thể góp phần thành công vào việc thu hoạch năng lượng nhiệt ở mức độ thấp, đặc biệt là trong các tình huống đòi hỏi tính bền vững và hiệu quả chi phí. chủ yếu."
