Mahigit sa 30 porsiyento ng lupain ng mundo ay binubuo ng mga kagubatan, at may tinatayang 3 trilyon at puno sa Earth. Sa kanilang natural na estado, ang mga puno at iba pang makahoy na halaman ay mahalaga para sa lahat ng aspeto ng buhay sa lupa. Kabilang dito ang pagsipsip ng carbon dioxide, pagbibigay ng mga tirahan para sa hindi mabilang na mga species ng mga hayop at iba pang mga organismo, pagpigil sa pagguho ng lupa, at pagbibigay ng pagsasala ng mahahalagang mapagkukunan ng hangin at tubig.
Gayunpaman, maaaring gamitin ang biomass mula sa mga puno sa maraming paraan na maaaring hindi mo inaasahan, lalo na upang suportahan ang berde at napapanatiling kimika. Magbasa para malaman ang higit pa.
Ang pangangailangan para sa mga materyales ng baterya ay lumalaki araw-araw, at ang isang solusyon para dito ay isang renewable source ng carbon upang makagawa ng graphite—isang mahalagang bahagi ng maraming lithium-ion na baterya.
Ang graphite ay binubuo ng layered graphene—polymer ng purong carbon, na nakaayos sa hexagonal sheet. Ang pagsasaayos na ito ay nagbibigay-daan sa mga electron na madaling dumaloy mula sa isang pinagmulan patungo sa isa pa, na ginagawa silang perpektong mga electrodes sa loob ng mga baterya na kailangan para sa mga de-koryenteng sasakyan at iba pang mga device na pinapagana ng baterya. Ang graphite ay napakatigas at matatag, at maaaring maging kapaki-pakinabang sa mahabang panahon nang hindi nakakasira. Ang sangkap ay natural na nangyayari, ngunit ang pangangailangan para sa dami ng materyal at kadalisayan ay nakakita ng iba't ibang mga sintetikong ruta na naging mas mainstream. Ang mga pamamaraang ito ay kadalasang kumukuha ng carbon mula sa mga fossil fuel tulad ng methane, at nangangailangan ng saganang enerhiya, kaya naliit ang mga functional na benepisyo ng paggamit ng mga baterya.
Ang woody biomass ay pangunahing binubuo ng lignin at cellulose—ang dalawang pinaka-masaganang polimer sa mundo—na pangunahing binubuo ng carbon, na may ilang hydrogen at oxygen. Ang mga kumplikadong organikong polimer na ito ay maaaring hatiin o muling ayusin sa maraming iba pang kapaki-pakinabang na molekula, kabilang ang graphite at graphene, bilang kapalit ng mga hindi napapanatiling fossil fuel.
Sa tamang kumbinasyon ng paggamot at mga catalyst, ang lignin at cellulose ay maaaring gamitin upang mag-synthesise ng maraming kemikal na mahalaga sa komersyo, na dati ay nagmula sa mga fossil fuel. Nalaman ng isang bagong pag-aaral na inilathala sa Journal of the American Chemical Society na ang mga solid acid catalyst, tulad ng zeolites at inorganic salts, ay maaaring epektibong mag-synthesize ng acrylic acid mula sa lactic acid, na may rate ng conversion na kasing taas ng 92%.
Ang lactic acid ay isang karaniwang by-product mula sa pagkasira ng lignoscellulosic biomass mula sa mga puno at iba pang makahoy na halaman. Ang Acrylic acid at iba pang mga acrylate ay mga pangunahing kemikal na pang-industriya, na karaniwang ginagamit sa mga pandikit, pintura at polishes, superabsorbent na materyales, at bilang isang feedstock para sa iba pang mga pangunahing polymer at plastik. Hindi lamang ang bagong catalytic route na ito ay mas sustainable kaysa sa fossil fuel-derived na acrylic acid, ito rin ay potensyal na mas epektibo sa gastos—na isa sa mga pinakamalaking disbentaha ng pagbuo ng mga bagong napapanatiling proseso.
Ang gasolina ay marahil ang pinaka-promising na paggamit ng biomass, bilang isang nababagong kapalit ng petrolyo. Sa teorya, ang mga biofuel ay maaaring masunog para sa enerhiya at mananatiling carbon neutral (o kahit carbon negatibo) dahil sa carbon absorption bilang bahagi ng paglago ng halaman.
Mayroong tatlong magkakaibang kategorya ng biofuel, depende sa pinagmulan ng bagay ng halaman. Ang mga unang henerasyong biofuel ay kinukuha mula sa mga kasalukuyang pananim na pagkain, tulad ng mais o toyo, at nangangailangan ng medyo maliit na pagproseso upang maging isang mabubuhay na mapagkukunan ng gasolina tulad ng ethanol o mga langis. Ang isang sagabal, gayunpaman, ay ang limitadong dami ng lupang taniman na magagamit sa Earth. Upang makapagbigay ng sapat na pananim para sa parehong layunin ng pagkain at panggatong, kailangang ma-optimize ang layout ng pandaigdigang bukirin, gayundin ang paggamit ng mga mapagkukunan tulad ng tubig at mga abono.
Ang woody biomass ay itinuturing na pangalawang henerasyong biofuel, dahil madalas itong nagmumula sa basura ng mga kasalukuyang proseso tulad ng paggawa ng papel o pagproseso ng troso. Dahil karamihan ito ay gawa sa lignin at cellulose, kailangan ng mas maraming enerhiya upang masira ang mga ito sa mas simpleng hydrocarbons na maaaring magamit para sa gasolina. Ang pangalawang henerasyong biofuels ay maaari ding gawin mula sa mga basurang pang-agrikultura, tulad ng wheat straw o corn stalks, kapag napagsilbihan na nila ang kanilang layunin bilang mga pananim na pagkain.
Ang ikatlong henerasyon ng mga biofuels ay nagmumula sa oil-producing algae, na nangangailangan ng mga dedikadong pasilidad para makagawa ng fuel feedstocks. Kapag ang langis ay nakuha mula sa algae, ang paggawa sa gasolina ay medyo madali. Gayunpaman, ang pagkamit ng pinakamainam na paglaki ng algae ay mahirap at magastos.
Nag-aalala tungkol sa iyong mga proseso ng kemikal? Nandito kami para tumulong. Sa Chemwatch mayroon kaming hanay ng mga eksperto na sumasaklaw sa lahat ng larangan ng pamamahala ng kemikal, mula sa pag-iimbak ng kemikal hanggang sa Pagtatasa ng Panganib hanggang sa heat mapping, eLearning at higit pa. Makipag-ugnayan sa amin ngayon para malaman ang higit pa!
Pinagmumulan:
