Từ trường tăng cường tạo ra khí sinh học tổng hợp

Từ trường tăng cường tạo ra khí sinh học tổng hợp

    Từ trường tăng cường tạo ra khí sinh học tổng hợp

    Trừu tượng đồ họa. Ảnh: Năng lượng (2022). DOI: 10.1016 / j.energy.2022.124791

    Magnetic field enhances generation of synthetic biogas
    Việc phát triển và sử dụng năng lượng sinh khối ở nông thôn là một chiến lược quan trọng để giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và dẫn đến phát thải carbon.

    Chất thải nông nghiệp như rơm rạ và phân gia súc chứa nhiều carbohydrate như glucose, tinh bột, cellulose,… có thể được sử dụng làm nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn và thúc đẩy sản xuất khí sinh học.

    Giờ đây, một nhóm nghiên cứu chung do Tiến sĩ Zhang Yanhui từ Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến (SIAT) thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc (CAS) đứng đầu đã phát hiện ra rằng từ trường có thể giúp tăng cường tạo ra khí sinh học tổng hợp.

    Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Energy. Giáo sư Zhao Bo từ Đại học Điện lực Đông Bắc và Giáo sư Yang Yuyi từ Vườn Bách thảo Vũ Hán của CAS cũng tham gia vào nghiên cứu.

    Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu tác động của việc sử dụng từ trường tĩnh (SMF) với sự hiện diện của phụ gia niken tạo bọt titan điôxít (TiO2-FNi) với ái lực sinh học trong quá trình phân hủy kỵ khí và quá trình metan hóa của râu ngô. Trong quá trình này, TiO2-FNi được lắng xuống đáy lò phản ứng ở dạng khối và môi trường từ trường bên ngoài được cung cấp bởi nam châm vĩnh cửu.

    Phụ gia TiO2-FNi được sử dụng trong nghiên cứu này là một vật liệu dẫn điện xốp. Cấu trúc xốp và bề mặt nhiều rãnh của nó, cùng với tính không độc sinh học của TiO2, làm tăng tính thích hợp của nó đối với sự bám dính của hệ thực vật và sự hình thành các màng sinh học hoạt tính thúc đẩy sự truyền điện tử.

    Cường độ của từ trường được điều chỉnh bằng cách kiểm soát khoảng cách giữa nam châm vĩnh cửu và đáy của lò phản ứng. Sự hợp tác với từ trường càng thúc đẩy tốc độ tăng sinh tế bào và quá trình đường phân.

    Với tỷ lệ thu hồi vật liệu composite TiO2-FNi đạt 99,29%, quy trình cho thấy tiềm năng thu hồi tốt và thân thiện với môi trường. Phân tích cân bằng năng lượng cũng cho thấy quá trình lên men kỵ khí ở lô thí nghiệm là 43,68%, cao hơn nhóm đối chứng là 13,20 điểm phần trăm.

    Kết quả thí nghiệm cho thấy sản lượng mêtan tăng 44,71% ở nồng độ 2,82 g L-1 TiO2-FNi và với từ trường 11,4mT. Tiến sĩ Zhang cho biết: “Bằng cách tăng cường con đường sản xuất mêtan của quá trình truyền điện tử trực tiếp giữa các loài, việc tái chế CO2 được thực hiện và giảm phát thải carbon trong quá trình phản ứng”.

    Nghiên cứu này đưa ra một chiến lược thân thiện với môi trường và bền vững để sản xuất quy mô lớn khí mê-tan và hydro từ chất thải nông nghiệp.

    Zalo
    Hotline