Исследователи использовали biosolids для получения водорода из сточных вод, в новой технологии, которая поддерживает всестороннюю переработку одного из неограниченных ресурсов человечества-сточных вод. Инновация фокусируется на усовершенствованном циклировании biosol и биогаза, побочных продуктов процесса очистки сточных вод.
Разработанная исследователями из Университета RMIT, запатентованная технология использует специальный материал, полученный из biosolids, чтобы вызвать химические реакции для получения водорода из биогаза.
Этот подход означает, что все материалы, необходимые для производства водорода, могут быть получены на месте на станции очистки сточных вод, без необходимости в дорогостоящих катализаторах.
Этот метод также улавливает углерод, содержащийся в biosolids и биогазе, что в будущем может позволить создать сектор сточных вод с почти нулевыми выбросами.
Ведущий научный сотрудник доцент Калит Шах сказал, что существующие коммерческие методы производства водорода являются эмиссионными и капиталоемкими и в значительной степени зависят от природного газа.
Наша альтернативная технология предлагает устойчивый, экономически эффективный, возобновляемый подход к производству водорода, сказал Шах, заместитель директора (академик) учебного центра ARC по трансформации австралийского ресурса biosolids RMIT.
Что-бы обеспечить переход к циклической экономике, нам нужны технологии, позволяющие выжимать полную стоимость из ресурсов, которые обычно идут впустую. Наша новая технология получения водорода основана на отходах, которые, по существу, находятся в неограниченном количестве. Используя мощь biosolids для производства полностью чистого топлива из биогаза — одновременно предотвращая выбросы парниковых газов-мы можем добиться истинной экологической и экономической победы.
Biosolids обычно используются в качестве удобрений и внесения поправок в почву в сельском хозяйстве, но около 30% мировых ресурсов biosolids накапливаются или отправляются на свалку, создавая экологическую проблему.
Исследование новых и ценных видов использования biosolids имеет жизненно важное значение.Сектор сточных вод постоянно ищет новые способы превращения biosolids в высокоценные продукты экологически устойчивыми и ответственными способами.
Как работает технология.
В новом методе, опубликованном в Международном журнале водородной энергетики, biosolids сначала преобразуются в биочар-богатую углеродом форму древесного угля, используемую для улучшения здоровья почвы.
Biochar, полученный из biosolids, содержит некоторые тяжелые металлы, что делает его идеальным катализатором для получения водорода из биогаза.
В рамках экспериментального стендового исследования Исследователи протестировали этот процесс с помощью богатого метаном газа, напоминающего биогаз.
Они показали, что бочар, изготовленный из biosolids, очень эффективен для разложения газа на составляющие его элементы—водород и углерод.
Процесс разложения также может проводиться в специально разработанном и запатентованном компанией RMIT сверхэффективном реакторе, который может производить как водород, так и высокоэффективный бочар, покрытый углеродными наноматериалами.
Превращая углерод, содержащийся в биогазе и biosolids, в передовые углеродные наноматериалы, их метод может также захватывать и секвестрировать парниковый газ, чтобы предотвратить его выброс в атмосферу.
Бочар с углеродным наноматериалом, полученный с помощью новой технологии, имеет широкий спектр потенциальных применений, включая восстановление окружающей среды, повышение качества сельскохозяйственных почв и накопление энергии.
Запатентованная реакторная технология.
Шах сказал, что уникальный реактор, разработанный командой Инженерной школы RMIT, лежит в основе этого инновационного подхода к переработке отходов.
Мы радикально оптимизировали тепло-и массообмен в нашем реакторе, одновременно сокращая технологию, чтобы сделать его очень мобильным, сказал он.
Нет доступных реакторов, которые могли бы достичь такой феноменальной тепло-и Массо-интеграции, в таком маленьком и экономичном пакете. И хотя он уже энерго эффективен, при дальнейшей интеграции этот реактор может превратить biosolids и преобразование биогаза в процесс, который фактически производит энергию, а не потребляет ее.
Помимо использования в очистке сточных вод, новый реактор имеет потенциальные области применения в биомассе, пластмассах и лакокрасочной промышленности.
Поддержка этих видов инновационных новых технологий является важной частью нашей приверженности сокращению выбросов и циклическому подходу к экономике, включающему сточные воды.
Учебный центр австралийского исследовательского совета по трансформации австралийского ресурса Biosolids, базирующийся в RMIT, объединяет опыт 20 национальных и международных партнеров из Австралии, Великобритании и США, включая университеты, сектор сточных вод и союзных промышленных партнеров.
Получение водорода каталитическим разложением метана с использованием biochar и активированного угля, полученного из пиролиза biosolids опубликовано в Международном журнале водородной энергетики.