Ученые Норвежского института исследований биоэкономики (NIBIO) достигли значительного прорыва в области устойчивой энергетики, преобразуя газы на основе углерода, такие как CO2, непосредственно в биометан с чистотой 96%.
В основе их инновации лежит стратегическое проектирование биопленок — сложных сообществ микроорганизмов, прикрепляющихся к поверхности. В отличие от традиционных биогазовых установок, которые полагаются на общее разложение, этот процесс использует биопленку для целенаправленного преобразования газовых потоков в почти чистый метан.
Преодоление промышленных узких мест
Ключевой проблемой в производстве биогаза является наличие примесей, таких как сероводород (H2S) и аммиак, которые часто встречаются при использовании отходов животного происхождения или пищевых отходов и могут снижать выход метана. Исследователи NIBIO под руководством ученого Лу Фэна использовали анаэробный биореактор с подвижным слоем (AnMBBR) для создания более стабильного и эффективного процесса.
Результаты впечатляют: реакторы на основе биопленок поддерживали высокое качество метана даже при чрезвычайно высоком содержании H2S, в то время как системы без этой биопленочной технологии теряли до 30% выхода метана в аналогичных условиях.
Новые горизонты: Пластиковые и древесные отходы
Команда также продвинула технологию за пределы обычных применений, используя эти инженерные биопленки для обработки традиционно сложных субстратов. Им удалось успешно получить синтез-газ — комбинацию водорода и оксида углерода — из нетрадиционных материалов, таких как древесная биомасса и пластиковые отходы, которые обычно сопротивляются разложению в стандартных биопроцессах.
Хотя добавление водорода, как было показано, увеличивает производство метана, процесс требует тщательного контроля для поддержания баланса. Это подчеркивает необходимость точного проектирования для масштабирования технологии для промышленного использования.
Этот подход, основанный на биопленках, представляет собой надежную и гибкую платформу для будущей возобновляемой энергетики, предлагая реальный путь к сокращению вредных выбросов при одновременном создании ценного высокочистого топлива.