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    生物質原料活性炭制備有新法

    上海研生實驗有限公司
    2014-01-07
    閱讀次數:4535
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      東南大學能源與環境學院教授仲兆平和張居兵博士等組成的課題組,研究出利用化學活化法以竹子為原料制備直接碳燃料電池(DCFC)用活性炭的新技術。該技術可充分利用國內豐富的秸稈等生物質資源,在廢棄物資源化利用、避免生物質焚燒所造成的環境污染方面作出有益探索。

      能源是人類社會賴以生存的物質基礎。隨著生活水平的不斷提高,人們對能源的需求也不斷加大,煤炭、石油等傳統化石能源消耗迅速,資源短缺日益嚴重。開發和利用新能源及可再生能源,是我國能源的長期發展戰略,也是保證我國經濟穩定、可持續發展的政策措施之一。

      生物質是一種典型的可再生能源,地球上每年通過植物光合作用固定的碳元素達2000億噸。據估算,中國生物質資源生產潛力可達650億噸/年,折合33億噸標準煤,相當于每年化石資源消耗總量的3倍以上。國內大部分生物質資源(農作物秸稈等)被直接焚燒,造成資源的大量浪費,同時也造成環境的嚴重污染。

      直接碳燃料電池是一種將燃料碳的化學能通過電化學氧化過程直接轉化為電能的裝置,屬于一種高溫燃料電池,具有理論效率接近100%、污染物排放少、固體碳燃料來源廣泛、碳燃料能量密度高、電池結構簡單等優點。

      在《中國電機工程學報》(Proceedings of the CSEE)第30卷23期發表的《直接碳燃料電池竹質活性炭的制備》一文中,仲兆平和張居兵等科研人員利用化學活化法對以竹子為原料制備直接碳燃料電池用活性炭進行了探索。論文詳細分析了活化工況對活性炭比表面積、孔容積、體積電阻率和灰分的影響,并采用HNO3浸漬實現活性炭表面含氧官能團的改性及除灰,最后分析了活性炭、活性碳纖維及石墨在DCFC中的性能。結果表明,自制活性炭的效果明顯優于其他兩種碳燃料,是一種較為合適的DCFC燃料。

      仲兆平等組成的課題組長期以來從事生物質綜合利用、大氣污染控制及新能源方面的研究工作,承擔了多項國家自然科學基金、“973”計劃和“863”計劃項目。在總結前人研究的基礎上,率先提出了DCFC燃料的要求、制備方法,并輔以相關的實驗進行驗證,為今后的研究工作提供了理論依據并積累了實踐經驗。

     

      該技術可充分利用國內豐富的生物質資源,既是一種廢棄物的資源化利用方式,又可避免生物質焚燒時產生的大量污染物,同時也為DCFC提供了充足的原料。隨著能源需求的進一步增加,以及人們對環境質量要求的提高,該技術必將在不久的將來得到廣泛應用。

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