Gráficamente abstracto. Crédito:Energía (2022). DOI:10.1016/j.energy.2022.124791
El desarrollo y la utilización de energía de biomasa rural es una estrategia importante para reducir el uso de combustibles fósiles y las emisiones de carbono resultantes.
Los desechos agrícolas, como la paja y el estiércol de ganado, contienen muchos carbohidratos, como glucosa, almidón, celulosa, etc., que pueden usarse como fuentes de nutrientes para las bacterias y promover la producción de biogás.
Ahora, un equipo de investigación conjunto dirigido por el Dr. Zhang Yanhui del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China (CAS) descubrió que un campo magnético puede ayudar a mejorar la generación de biogás sintético.
El estudio fue publicado en Energy . El profesor Zhao Bo de la Universidad de Energía Eléctrica del Noreste y el profesor Yang Yuyi del Jardín Botánico de Wuhan de CAS también participaron en el estudio.
Los investigadores investigaron los efectos del uso de un campo magnético estático (SMF) en presencia del níquel espumado con dióxido de titanio aditivo (TiO2 -FNi) con bioafinidad durante la digestión anaerobia y metanización de rastrojos de maíz. En este proceso, TiO2 -FNi se deposita en el fondo del reactor en forma masiva y el entorno de campo magnético externo lo proporcionan imanes permanentes.
El aditivo TiO2 -FNi utilizado en este estudio es un material conductor poroso. Su estructura porosa y superficie multiranurada, junto con la no biotoxicidad del TiO2 , aumentan su idoneidad para la adhesión de la flora y la formación de biopelículas electroactivas que favorecen la transferencia de electrones.
La intensidad del campo magnético se regula controlando la distancia entre el imán permanente y el fondo del reactor. La cooperación con el campo magnético promueve aún más la tasa de proliferación celular y la glucólisis.
Con la tasa de recuperación de TiO2 -Material compuesto FNi alcanzando el 99,29%, el proceso mostró un buen potencial de recuperación y respeto al medio ambiente. El análisis del balance energético también mostró que el proceso de fermentación anaeróbica en el grupo experimental fue del 43,68%, que fue 13,20 puntos porcentuales superior al del grupo control.
Los resultados experimentales mostraron que la producción de metano aumentó un 44,71 % a una tasa de 2,82 g L -1 TiO2 -Concentración de FNi y con un campo magnético de 11,4mT. "Al fortalecer la ruta de producción de metano de la transferencia directa de electrones entre especies, el reciclaje de CO2 se realiza y se reduce la emisión de carbono en el proceso de reacción", dijo el Dr. Zhang.
Este estudio proporciona una estrategia sostenible y respetuosa con el medio ambiente para la producción a gran escala de metano e hidrógeno a partir de residuos agrícolas. Exploración de catalizadores altamente selectivos a través de la fabricación de vacantes de oxígeno en TiO2
