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星期日, 9月 19, 2021
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NREL:科学家开发无二氧化碳发酵技术

在使用生物质制造可再生柴油和可持续航空燃料 (SAF) 的发酵过程中,糖中多达三分之一的碳以二氧化碳 (CO 2 )形式流失。

 对于生物精炼商争先恐后地满足对低碳生物燃料的需求,这种废弃的 CO 2转化为显着的后果。更少的碳进入燃料,降低了产量。更多使它作为温室气体进入大气,加速气候变化。

国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员在获得美国能源部高级研究计划署能源 (ARPA-E) 近 300 万美元的奖励后,旨在解决这两个挑战。在俄勒冈大学和行业合作伙伴 Genomatica 和 DeNora 由 NREL 主导的项目中,科学家们将把电化学与糖发酵相结合,以生产用于制造生物燃料的脂质,从而避免 向大气中释放 CO 2

甲酸盐:化学锚

该技术依赖于由可再生电力驱动的电化学电池,旨在将回收的 CO 2 转化为甲酸盐。

“使用当今的技术, 在生物质发酵过程中,大量碳被浪费为 CO 2,”负责该项目的 NREL 高级研究顾问 Randy Cortright 说。“我们希望通过将糖发酵与电化学相结合来合成用于制造生物燃料的脂质,从而充分利用废碳。甲酸盐锚定了这个过程,因为它让我们 几乎无限期地回收 CO 2。 ”

作为一种多功能的能量载体,甲酸盐可促进糖在生物反应器中的发酵,其中糖中的碳原子结合成能量密集的脂质,称为脂肪酸甲酯。当甲酸盐在转化过程中分解时, 释放的 CO 2然后被反馈到电化学电池以产生新的甲酸盐。

满足生物燃料需求的“关键里程碑”

结果可能是一个没有净 CO 2 生成和增加的脂质产量的系统。使用 Genomatica 的商业规模发酵专业知识,结合 NREL、DeNora 和俄勒冈大学的电化学专业知识,研究人员希望该项目将强调使用甲酸盐提高碳产量和回收 CO 2 的价值

“这可能是一个重要的里程碑,不仅因为它可以帮助满足对 SAF 和其他可再生生物燃料日益增长的需求,”Cortright 说。“它实际上可以降低这些燃料的碳足迹。”

美国可再生柴油精炼商已宣布到 2024 年将产量从每年 0.4 加仑增加到 40 亿加仑的目标。同样,美国航空公司呼吁增加 SAF,以帮助降低整个航空业的温室气体排放。

该技术对于实现这些目标可能很重要。此外,它可以成为关于使用电化学对其他精炼过程脱碳的可能性的成功故事。

NREL 领导的团队正在接受资金,作为 ARPA-E 生物经济项目的能源和碳优化合成的一部分,该项目专注于开发先进的合成生物学工具,以设计更高效、排放更少的新型生物质转化平台和系统。目前广泛用于生物精炼的发酵工艺。

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