通过不同的预处理来优化从草废物中生产生物气体:进展,挑战和前景

科学领域:

• 生物质转换生物质转换
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 环境工程 环境工程

背景情况:

• 红纤维素生物质 (LCB) 是碳中和生物能源的重要原料,对全球能源供应作出了重大贡献.
• 用于甲生产的LCB无氧消化 (AD) 提供了具有成本效益的温室气体减排和有价值的产品回收.
• 石纤维素的反抗性结构阻碍了微生物的可访问性,需要有效的预处理以获得有效的AD.

研究的目的:

• 审查最近在基纤维素生物质预处理方法的进展,以提高生物气生产.
• 提供传统和新型预处理技术的全面概述,评估其性能,好处和缺点.
• 讨论影响预处理实施的因素,并提出可持续LCB利用的方法.

主要方法:

• 探索先进的预处理技术:脉冲电场 (PEF),电子束辐射 (EBI),冷解,微空气预处理和基于纳米材料的方法.
• 分析物理化学预处理作为草废物转化的一种灵活和有效的选择.
• 研究纳米材料在人造酶模仿和酶不动化的研究,以克服自然酶的限制.

主要成果:

• 物理化学预处理显示出从草废物中产生甲的前景.
• 纳米材料为LCB转化中的酶相关挑战提供了创新的解决方案.
• 技术经济分析 (TEA),生命周期评估 (LCA) 和人工智能对于评估和选择最佳预处理策略至关重要.

结论:

• 有效的预处理对于克服纤维素复原和最大限度地提高AD系统中的沼气产量至关重要.
• 可持续的LCB利用需要在预处理选择中仔细考虑经济,环境和运营因素.
• 需要进一步的研究和开发,以优化LCB预处理,以实现高效和环保的生物能源生产.