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개인 정보 보호 개요
세계 육지 면적의 30% 이상이 숲으로 이루어져 있으며 지구에는 3조 그루 이상의 나무가 있는 것으로 추정됩니다. 자연 상태에서 나무와 기타 목본 식물은 지구 생명체의 모든 측면에 필수적입니다. 여기에는 이산화탄소 흡수, 수많은 동물 및 기타 유기체 종의 서식지 제공, 토양 침식 방지, 중요한 공기 및 수원의 여과 제공이 포함됩니다.
그러나 나무의 바이오매스는 특히 친환경적이고 지속 가능한 화학을 지원하기 위해 예상하지 못한 여러 가지 방법으로 사용될 수 있습니다. 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요.
배터리 재료에 대한 수요는 매일 증가하고 있으며 이에 대한 한 가지 해결책은 많은 리튬 이온 배터리의 필수 구성 요소인 흑연을 생산하기 위한 재생 가능한 탄소 공급원입니다.
흑연은 육각형 시트로 배열된 순수 탄소 중합체인 층상 그래핀으로 구성됩니다. 이 배열을 통해 전자는 한 소스에서 다른 소스로 쉽게 흐를 수 있으므로 전기 자동차 및 기타 배터리 구동 장치에 필요한 배터리 내부의 완벽한 전극이 됩니다. 흑연은 매우 견고하고 안정적이며 분해되지 않고 장기간 유용할 수 있습니다. 이 물질은 자연적으로 발생하지만 물질의 양과 순도에 대한 요구로 인해 다양한 합성 경로가 더욱 주류가 되었습니다. 이러한 방법은 종종 메탄과 같은 화석 연료에서 탄소를 공급하고 풍부한 에너지를 필요로 하므로 배터리 사용의 기능적 이점을 전혀 최소화합니다.
목질 바이오매스는 주로 리그닌과 셀룰로오스(지구상에서 가장 풍부한 두 가지 폴리머)로 구성되어 있으며, 주로 탄소와 약간의 수소 및 산소로 구성되어 있습니다. 이러한 복잡한 유기 폴리머는 지속 불가능한 화석 연료 대신에 흑연 및 그래핀을 비롯한 많은 다른 유용한 분자로 분해되거나 재배열될 수 있습니다.
처리와 촉매의 올바른 조합을 통해 리그닌과 셀룰로오스는 이전에 화석 연료에서 파생된 많은 상업적 가치가 있는 화학 물질을 합성하는 데 사용할 수 있습니다. 미국 화학 학회지(Journal of the American Chemical Society)에 발표된 새로운 연구에 따르면 제올라이트 및 무기염과 같은 고체 산 촉매가 젖산에서 아크릴산을 효과적으로 합성할 수 있으며 전환율은 92%에 이릅니다.
젖산은 나무 및 기타 목본 식물에서 목질계 바이오매스를 분해하는 일반적인 부산물입니다. 아크릴산 및 기타 아크릴레이트는 접착제, 페인트 및 광택제, 고흡수성 재료 및 기타 주요 폴리머 및 플라스틱의 공급 원료로 일반적으로 사용되는 주요 산업용 화학 물질입니다. 이 새로운 촉매 경로는 화석 연료에서 파생된 아크릴산보다 더 지속 가능할 뿐만 아니라 잠재적으로 더 비용 효율적입니다. 이는 새로운 지속 가능한 공정 개발의 가장 큰 단점 중 하나입니다.
연료는 아마도 석유를 대체할 수 있는 재생 가능한 바이오매스의 가장 유망한 용도일 것입니다. 이론적으로 바이오 연료는 에너지로 태울 수 있으며 식물 성장의 일부인 탄소 흡수로 인해 탄소 중립(또는 탄소 음성)을 유지할 수 있습니다.
식물 물질의 기원에 따라 세 가지 종류의 바이오 연료가 있습니다. XNUMX세대 바이오연료는 옥수수나 콩과 같은 기존 식량 작물에서 공급되며 에탄올이나 오일과 같은 실행 가능한 연료원으로 전환하기 위해 상대적으로 적은 처리가 필요합니다. 그러나 한 가지 단점은 지구상에서 사용할 수 있는 경작 가능한 땅의 양이 제한되어 있다는 것입니다. 식량과 연료 목적 모두에 충분한 작물을 제공하려면 전 세계 농지의 배치는 물론 물과 비료와 같은 자원의 사용을 최적화해야 합니다.
목재 바이오매스는 종이 제조 또는 목재 가공과 같은 기존 공정의 폐기물에서 종종 발생하기 때문에 XNUMX세대 바이오 연료로 간주됩니다. 이것은 대부분 리그닌과 셀룰로오스로 만들어지기 때문에 연료로 사용할 수 있는 더 간단한 탄화수소로 분해하려면 더 많은 에너지가 필요합니다. XNUMX세대 바이오 연료는 밀짚이나 옥수수 줄기와 같은 농업 폐기물로도 만들 수 있습니다.
XNUMX세대 바이오 연료는 연료 공급원료를 생산하기 위한 전용 시설이 필요한 석유 생산 조류에서 나옵니다. 조류에서 기름을 얻으면 연료로 만드는 것이 상대적으로 쉽습니다. 그러나 최적의 조류 성장을 달성하는 것은 어렵고 비용이 많이 듭니다.
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