據(jù)初步測(cè)算，假如用木屑作原料，100克生物油可以得到超過17克的氫氣，而且相對(duì)于石腦油和天然氣原料900℃～1100℃的轉(zhuǎn)化溫度，生物油氣化產(chǎn)氫的裂解溫度僅為650℃～850℃，從而降低了催化重整過程的能耗。“可以說，通過熱解耦合催化重整技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易存儲(chǔ)、易運(yùn)輸、能量密度高的生物油，是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)高效、大規(guī)模利用的主要途徑之一。”吳韜表示。

    據(jù)了解，這一技術(shù)路線最早由美國(guó)可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室于1993年提出，此后世界范圍內(nèi)相當(dāng)多的學(xué)者開展了大量研究。前不久，美國(guó)科學(xué)家根據(jù)廢棄生物質(zhì)資源的特點(diǎn)，專門開發(fā)了一種小型的移動(dòng)式、分布式車載裝備，利用它可以實(shí)現(xiàn)廢棄生物質(zhì)的小規(guī)模、分散處理。在國(guó)內(nèi)，吳韜所在課題組也做了很多研究工作，并取得了一定進(jìn)展。

    催化劑改進(jìn)是研究重點(diǎn)

    吳韜認(rèn)為，與現(xiàn)有的生物質(zhì)制氫技術(shù)，如流化床氣化、固定床制氫等相比，生物質(zhì)熱解耦合催化重整制氫的優(yōu)點(diǎn)是不需要空氣分離裝置，從而降低了成本，大大提高了經(jīng)濟(jì)性；所得氫氣和合成氣的熱值高于傳統(tǒng)方法，因而具有更高的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)原料的依賴性較小，對(duì)所有廢棄生物質(zhì)都可以加以利用。“眼下需要做的是，在技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)一步驗(yàn)證和完善，同時(shí)開發(fā)高效的催化技術(shù)。”他強(qiáng)調(diào)說。

    吳韜課題組主要以木屑、秸桿等為原料制氫。大量研究結(jié)果表明，不同生物質(zhì)原料的反應(yīng)差別不太明顯，都是先將生物質(zhì)制成生物油再制氫的兩步過程。應(yīng)該說，熱解技術(shù)總體上已經(jīng)比較成熟，而生物油中氧的含量很高，導(dǎo)致其處理難度較大，對(duì)重整過程的催化劑是一大挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)于該過程催化劑選擇性的研究證實(shí)，使用不同催化劑所得的產(chǎn)物也有差別。

    他指出，眼下業(yè)界對(duì)于生物油催化重整過程催化劑的研究重點(diǎn)在于催化劑的活性、選擇性，在工業(yè)化過程中還涉及催化劑的壽命和再生問題，盡管開展了很多研究工作，但重要的突破還不多。另一方面，對(duì)于制氫反應(yīng)器的研究也很重要，當(dāng)下主要集中在水相和氣相兩個(gè)方面，水相反應(yīng)器的開發(fā)做得相對(duì)較多，然而氣相反應(yīng)器的能量轉(zhuǎn)化效率更高，也值得花費(fèi)精力去開發(fā)。