Dünyanın kara alanının yüzde 30'undan fazlası ormanlardan oluşuyor ve Dünya'da 3 trilyon artı ağaç olduğu tahmin ediliyor. Doğal hallerinde, ağaçlar ve diğer odunsu bitkiler, dünyadaki yaşamın tüm yönleri için hayati öneme sahiptir. Bu, karbondioksitin emilmesini, sayısız hayvan türü ve diğer organizmalar için yaşam alanı sağlamayı, toprak erozyonunu önlemeyi ve hayati hava ve su kaynaklarının filtrelenmesini içerir.
Bununla birlikte, ağaçlardan elde edilen biyokütle, özellikle yeşil ve sürdürülebilir kimyayı desteklemek için, beklemediğiniz birçok şekilde kullanılabilir. Daha fazlasını öğrenmek için okumaya devam edin.
Pil malzemelerine olan talep her geçen gün artıyor ve bunun bir çözümü, birçok lityum iyon pilin hayati bir bileşeni olan grafiti üretmek için yenilenebilir bir karbon kaynağı.
Grafit, altıgen tabakalar halinde düzenlenmiş, katmanlı grafen - saf karbon polimerlerinden oluşur. Bu düzenleme, elektronların bir kaynaktan diğerine kolayca akmasına izin vererek, onları elektrikli araçlar ve diğer pille çalışan cihazlar için gerekli olan pillerin içindeki mükemmel elektrotlar haline getirir. Grafit çok sağlam ve kararlıdır ve bozulmadan uzun süre kullanılabilir. Madde doğal olarak oluşur, ancak malzeme hacmi ve saflığına yönelik talep, farklı sentetik yolların daha yaygın hale geldiğini gördü. Bu yöntemler genellikle karbonu metan gibi fosil yakıtlardan elde eder ve bol miktarda enerji gerektirir, böylece pil kullanmanın işlevsel faydalarını en aza indirir.
Odunsu biyokütle esas olarak lignin ve selülozdan (dünyada en çok bulunan iki polimer) oluşur ve bunlar esas olarak bir miktar hidrojen ve oksijen ile birlikte karbondan oluşur. Bu karmaşık organik polimerler, sürdürülemez fosil yakıtlar yerine grafit ve grafen dahil olmak üzere diğer birçok yararlı moleküle bölünebilir veya yeniden düzenlenebilir.
Doğru işlem ve katalizör kombinasyonu ile lignin ve selüloz, daha önce fosil yakıtlardan elde edilen ticari açıdan değerli birçok kimyasalın sentezlenmesi için kullanılabilir. Journal of the American Chemical Society'de yayınlanan yeni bir çalışma, zeolitler ve inorganik tuzlar gibi katı asit katalizörlerinin, %92'ye varan yüksek bir dönüşüm oranıyla laktik asitten akrilik asidi etkili bir şekilde sentezleyebildiğini buldu.
Laktik asit, ağaçlardan ve diğer odunsu bitkilerden lignoselülozik biyokütlenin parçalanmasından elde edilen yaygın bir yan üründür. Akrilik asit ve diğer akrilatlar, yapıştırıcılarda, boyalarda ve cilalarda, süper emici malzemelerde ve diğer önemli polimerler ve plastikler için bir hammadde olarak yaygın olarak kullanılan önemli endüstriyel kimyasallardır. Bu yeni katalitik yol, fosil yakıt türevi akrilik asitten daha sürdürülebilir olmakla kalmıyor, aynı zamanda potansiyel olarak daha uygun maliyetli - bu da yeni sürdürülebilir süreçler geliştirmenin en büyük dezavantajlarından biri.
Yakıt, belki de petrolün yenilenebilir bir ikamesi olarak biyokütlenin en umut verici kullanımıdır. Teorik olarak, biyoyakıtlar enerji için yakılabilir ve bitki büyümesinin bir parçası olarak karbon emilimi nedeniyle karbon nötr (hatta karbon negatif) kalabilir.
Bitki maddesinin kaynağına bağlı olarak üç farklı biyoyakıt kategorisi vardır. Birinci nesil biyoyakıtlar, mısır veya soya gibi mevcut gıda mahsullerinden elde edilir ve etanol veya yağlar gibi uygun bir yakıt kaynağına dönüşmek için nispeten az işlem gerektirir. Bununla birlikte, bir dezavantaj, Dünya'da mevcut olan sınırlı miktarda ekilebilir arazidir. Hem gıda hem de yakıt amaçlı yeterli mahsul sağlamak için, küresel tarım arazilerinin düzeninin yanı sıra su ve gübre gibi kaynakların kullanımının optimize edilmesi gerekiyor.
Odunsu biyokütle, genellikle kağıt üretimi veya kereste işleme gibi mevcut süreçlerin atıklarından geldiği için ikinci nesil bir biyoyakıt olarak kabul edilir. Bu çoğunlukla lignin ve selülozdan yapıldığı için, bunları daha sonra yakıt olarak kullanılabilecek daha basit hidrokarbonlara ayırmak için daha fazla enerji gerekir. İkinci nesil biyoyakıtlar, gıda mahsulü olarak amaçlarına hizmet ettikten sonra buğday samanı veya mısır sapları gibi tarımsal atıklardan da yapılabilir.
Üçüncü nesil biyoyakıtlar, yakıt besleme stokları üretmek için özel tesisler gerektiren petrol üreten alglerden gelir. Alglerden yağ alındıktan sonra, yakıta dönüştürmek nispeten kolaydır. Bununla birlikte, optimal alg büyümesine ulaşmak zorlu ve pahalıdır.
Kimyasal proseslerinizle ilgili endişeleriniz mi var? Yardım etmek için buradayız. -de Chemwatch kimyasal depolamadan Risk Değerlendirmesine, ısı haritalamasına, e-Öğrenime ve daha fazlasına kadar tüm kimyasal yönetimi alanlarını kapsayan bir dizi uzmanımız var. Bize ulaşın daha fazlasını öğrenmek için bugün!
kaynaklar:
