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      新技術采用生物質催化劑現場制造綠色氫

      2023-08-28


       

      開創性的人造肉風險投資公司Agronomics剛剛投入了一大筆資金,幫助氫能源初創公司HydGene Renewable推出新的綠色氫計劃。乍一看,綠色氫技術與實驗室培養的肉類之間的聯系并不明顯,但這一切并不是沒有關聯的。 

              通往綠色氫未來的多種途徑 

              無論你是否同意燃料電池汽車,氫在工業化經濟體中已經無處不在,用于燃料、肥料和各種工業過程,以及其他用途。目前,全球氫經濟依賴于對地球有害的天然氣作為主要來源,煤炭在其中也發揮了作用?,F在,災難性的氣候變化迫在眉睫,需要更多的可持續能源。

              圍繞綠色氫的大多數活動涉及電解,其中可再生能源被部署到運行設備中,將氫氣從水中分解出來。

              另一種基于可再生能源的水制氫技術是“人造葉子”概念,將光電化學電池浸泡在水中。該電池將太陽能轉化為催化劑,引發產氫反應。

              研究人員還通過調整微生物的代謝途徑,在微生物燃料電池中產生氫,從而完全擺脫了人造設備。早在2013年,就有了相關的研究案例,從那時起,該領域有了長足的發展。

              發酵是另一個在2010年代突然出現的途徑,看起來所有的努力都開始得到回報。HydGene發明了一種生物催化劑,可以通過發酵產生綠色氫。這個過程類似于啤酒釀造,只是HydGene正在尋找其他來源,而不是啤酒花和谷物,最初的重點是對廢棄生物質進行升級回收。

              “利用合成生物學,我們設計了下一代生物催化劑,能夠以前所未有的速度和產量將從生物質中提取的碳水化合物轉化為氫。我們的生物催化劑非常頑強,對通常對微生物有毒的化合物具有耐受性。”

              HydGene還可以利用其生物催化劑從其他來源提取綠色氫,包括廢水和專門種植的能源作物,該公司將其稱為“指定能源作物”。

              如果這和專門的能源作物是一樣的,那就提供了廣泛的來源。在美國,能源部將專用能源作物定義為“可以在邊際土地上種植的非糧食作物……專門用于提供生物質。”這范圍很廣,包括柳枝稷、芒草、竹子和其他多年生草本植物。能源部還將楊樹、雜交柳樹、銀楓、東部棉楊、綠灰樹、黑核桃、甜楓和梧桐樹列為指定的木本類能源作物。

              能源部指出:“這些物種中的許多可以幫助改善水和土壤質量,改善野生動物的棲息地,使收入來源多樣化,并提高整體農業生產力。”

              現場制造的綠色氫氣消除了泄漏風險

              無論氫氣是否綠色,科學家們都開始關注泄漏的風險,這將導致大氣中溫室氣體的增加。降低這些風險的一種方法是在當地或現場生產綠色氫,而不是通過長途運輸或長期儲存,或者兩者兼而有之。HydGene也有這個基礎。

              該公司提出了一種緊湊的、基于“盒子”的系統,該系統使生物催化劑只在需要時才工作,根據需要在現場生產氫氣,而不需要儲存設施。

              當生物催化劑的蒸汽耗盡時,用過的“盒子”就會被新的取代。它們也被設計成模塊化和可堆疊的,所以擴大或縮小只是一個增加或刪除的問題。

              沒有太陽能電池板?沒有風力渦輪機?沒問題!HydGene還對其生物基綠色氫工藝的潛力感到興奮,因為它可能會躲過反對可再生能源的敵人的雷達,這些人一直在組織起來反對農村地區的太陽能電池板和風力發電場。

              HydGene表示:“我們的技術所產生的能量比太陽能或風力發電場所產生的能量要小,并且可以很容易地在現場為最終用戶部署,從而消除了運輸氫氣的需要。”

              將運輸和儲存從綠色氫的圖景中剔除是一種成本節約。HydGene還指出,它的生物催化劑能產生足夠純凈的氫,直接供燃料電池使用??偠灾?,HyGene預計其工藝可以在成本上與化石來源的氫氣和電解氫展開競爭。

              “我們的預測表明,在大規模生產氫氣時,我們可以用化石燃料和電解生產具有成本競爭力的氫氣。事實上,由于我們消除了氫的儲存和運輸,對于最終用戶來說,我們的氫平準化成本將比任何其他現有的氫技術都要便宜。”

              在農場使用氫氣可以使農業實踐更加可持續和高效,這有很多好處。HydGene專注于三個領域;氨、運輸和季節性能源儲存。

              “農民在化肥中使用氨。這對農民來說是一個巨大的痛點,因為世界各地氨的成本一直在上升。用于制造氨的氫氣來自化石燃料行業,我們需要對氫氣進行脫碳,以制造綠色氨。我們想將其供應給農民。”。

              HydGene設想農民在現場使用他們的技術,轉而使用綠色氫氣生產氨,用于化肥。這就把控制權交回了農民手中——在他們需要的時候,在現場生產化肥。

              HydGene對以綠色氫氣為燃料的新型拖拉機、車輛和技術進入農業部門,以及它們如何通過生產綠色氫氣來支持這一點感到興奮。

              “用氫發電機取代柴油發電機改變了農民的游戲規則。許多農場在風能和太陽能供應時斷時續時使用柴油發電機,他們需要填補這一能源缺口。然而,如果你有氫和燃料電池,你就可以開始使用綠色氫來填補這一缺口。”

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