Lebih daripada 30 peratus daripada kawasan daratan dunia terdiri daripada hutan, dan dianggarkan terdapat 3 trilion ditambah pokok di Bumi. Dalam keadaan semula jadi, pokok dan tumbuhan berkayu lain adalah penting untuk semua aspek kehidupan di bumi. Ini termasuk penyerapan karbon dioksida, menyediakan habitat untuk spesies haiwan dan organisma lain yang tidak terkira banyaknya, menghalang hakisan tanah, dan menyediakan penapisan udara dan sumber air yang penting.
Walau bagaimanapun, biojisim daripada pokok boleh digunakan dalam beberapa cara yang mungkin tidak anda jangkakan, terutamanya untuk menyokong kimia hijau dan mampan. Baca terus untuk mengetahui lebih lanjut.
Permintaan untuk bahan bateri semakin meningkat setiap hari, dan satu penyelesaian untuk ini ialah sumber karbon yang boleh diperbaharui untuk menghasilkan grafit—komponen penting bagi kebanyakan bateri litium-ion.
Grafit terdiri daripada graphene berlapis—polimer karbon tulen, tersusun dalam kepingan heksagon. Susunan ini membolehkan elektron mengalir dengan mudah dari satu sumber ke sumber yang lain, menjadikannya elektrod yang sempurna di dalam bateri yang diperlukan untuk kenderaan elektrik dan peranti berkuasa bateri yang lain. Grafit adalah sangat sukar dan stabil, dan boleh berguna untuk jangka masa yang lama tanpa merendahkan. Bahan itu berlaku secara semula jadi, tetapi permintaan untuk isipadu dan ketulenan bahan telah menyaksikan laluan sintetik yang berbeza menjadi lebih arus perdana. Kaedah ini selalunya sumber karbon daripada bahan api fosil seperti metana, dan memerlukan tenaga yang banyak, sekali gus meminimumkan manfaat fungsi menggunakan bateri sama sekali.
Biojisim berkayu terutamanya terdiri daripada lignin dan selulosa—dua polimer paling banyak di bumi—yang terutamanya terdiri daripada karbon, dengan sedikit hidrogen dan oksigen. Polimer organik kompleks ini boleh dipecahkan atau disusun semula kepada banyak molekul lain yang berguna, termasuk grafit dan graphene, sebagai ganti bahan api fosil yang tidak mampan.
Dengan gabungan rawatan dan pemangkin yang betul, lignin dan selulosa boleh digunakan untuk mensintesis banyak bahan kimia bernilai komersial, yang sebelum ini telah diperoleh daripada bahan api fosil. Satu kajian baru yang diterbitkan dalam Journal of the American Chemical Society mendapati bahawa pemangkin asid pepejal, seperti zeolit dan garam bukan organik, boleh secara berkesan mensintesis asid akrilik daripada asid laktik, dengan kadar penukaran setinggi 92%.
Asid laktik ialah hasil sampingan biasa daripada penguraian biojisim lignoselulosa daripada pokok dan tumbuhan berkayu lain. Asid akrilik dan akrilat lain ialah bahan kimia industri utama, biasanya digunakan dalam pelekat, cat dan pengilat, bahan superabsorben, dan sebagai bahan mentah untuk polimer dan plastik utama yang lain. Bukan sahaja laluan pemangkin baharu ini lebih mampan daripada asid akrilik yang berasal dari bahan api fosil, ia juga berpotensi lebih berkesan dari segi kos—yang merupakan salah satu kelemahan terbesar dalam membangunkan proses mampan baharu.
Bahan api mungkin merupakan penggunaan biojisim yang paling menjanjikan, sebagai pengganti petroleum yang boleh diperbaharui. Secara teori, biofuel boleh dibakar untuk tenaga dan kekal neutral karbon (atau karbon negatif) disebabkan oleh penyerapan karbon sebagai sebahagian daripada pertumbuhan tumbuhan.
Terdapat tiga kategori biofuel yang berbeza, bergantung kepada asal bahan tumbuhan. Biofuel generasi pertama diperoleh daripada tanaman makanan sedia ada, seperti jagung atau soya, dan memerlukan pemprosesan yang agak sedikit untuk bertukar menjadi sumber bahan api yang berdaya maju seperti etanol atau minyak. Satu kelemahan, bagaimanapun, adalah jumlah terhad tanah pertanian yang terdapat di Bumi. Untuk menyediakan tanaman yang mencukupi untuk tujuan makanan dan bahan api, susun atur tanah ladang global perlu dioptimumkan, serta penggunaan sumber seperti air dan baja.
Biojisim berkayu dianggap sebagai biobahan api generasi kedua, kerana ia sering datang daripada sisa proses sedia ada seperti pembuatan kertas atau pemprosesan kayu. Kerana ini kebanyakannya diperbuat daripada lignin dan selulosa, lebih banyak tenaga diperlukan untuk memecahkannya kepada hidrokarbon yang lebih ringkas yang kemudiannya boleh digunakan untuk bahan api. Biofuel generasi kedua juga boleh dibuat daripada sisa pertanian, seperti jerami gandum atau batang jagung, apabila ia telah memenuhi tujuannya sebagai tanaman makanan.
Generasi ketiga biofuel berasal daripada alga penghasil minyak, yang memerlukan kemudahan khusus untuk menghasilkan bahan mentah bahan api. Sebaik sahaja minyak diperoleh daripada alga, pembuatan menjadi bahan api agak mudah. Walau bagaimanapun, untuk mencapai pertumbuhan alga yang optimum adalah mencabar dan mahal.
Risau dengan proses kimia anda? Kami di sini untuk membantu. Pada Chemwatch kami mempunyai pelbagai pakar yang merangkumi semua bidang pengurusan kimia, daripada penyimpanan bahan kimia kepada Penilaian Risiko kepada pemetaan haba, ePembelajaran dan banyak lagi. Hubungi kami hari ini untuk mengetahui lebih lanjut!
Sumber:
