我所实现生物质催化转化制备低碳天然气

  近日,我所生物质氢键选控与活化创新特区研究组(DNL06T2)路芳研究员团队,实现了原生生物质催化转化制备低碳天然气。

  天然气是重要基础化石能源之一,可作为发电、供热和运输的燃料,也可用于生产甲醇等大宗化学品。与石油、煤炭相比,天然气燃烧效率高,碳排放及污染物排放低。在当前碳达峰、碳中和的国家战略背景下,发展农林废弃物为原料合成天然气技术路线,对于缓解天然气供应紧张、促进农业废弃物转化和利用,具有重要的意义。

  本工作中,该团队发展了一种高效的催化氢解策略,可以直接转化多种农林废弃物快速制备天然气:通过精准构建Ni2Al3合金催化活性中心,促进原生生物质大分子中碳-氧和碳-碳键的高效断裂,在温和条件下催化生物质高效转化制备天然气,其中天然气的碳收率可达93%,且符合管道天然气的组成。全生命周期和经济评估分析表明,生物质天然气与化石天然气相比,碳排放降低了30%左右,且通过初始氢压的优化,0.1MPa氢压条件下的碳排放仅为4.0MPa氢压下的10%左右,而天然气的成本价格为3000-4000元/吨。此外,利用该技术路线,有望实现从原生生物质出发,利用可再生氢气等制备生物质天然气,再通过管道输送将该天然气用于工业、住宅、交通和发电等方面。该技术路线制备的天然气能够有效减少碳排放,且具有一定的经济竞争性,为生物质资源转化利用提供了新的技术路径。

  相关工作以“Catalytic Production of Low-carbon Footprint Sustainable Natural Gas”为题,于近日发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。该工作的第一作者是我所博士后司晓勤和助理研究员卢锐,同时与我所王峰研究员、王爱琴研究员、徐杰研究员等合作完成。上述工作得到国家自然科学基金,科技部重点研发计划等项目的支持。(文/图 司晓勤)

  文章链接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-27919-9

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