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2018/02/13 汉阳新闻 > 学术 > 이달의연구자

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【优秀 R&D】尙炳仁教授(化学工学系)

可以帮助温室气体减少的燃气技术

글로벌뉴스팀

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/vJsU

内容

        二氧化碳(CO₂)是加速全球变暖的主要原因,为了减少温室气体排放量的二氧化碳排放量,大量的研究和对策涌现中。随着可再生能源的发展被指出是潜在的解决方案,汉阳大学教授尙炳仁(化学工学系)考虑到可再生能源的局限性,研究出了一项新技术。这项技术被称为煤气电力,将电力转化为天然气,并有助于减少二氧化碳和稳定的能源供应。


从二氧化碳到沼气,“生物甲烷化系统”

        已提出的减少二氧化碳的方法之一是“捕获和储存”。它意味着从发电厂捕获二氧化碳并将其存储在地下或海中。收集和储存的主要原理是使用发挥吸附剂的、作用的技术将二氧化碳附粘贴,并将其附着到罐上是捕获储存的主要原理。但是尚教授指出,这个方法不仅费用昂贵,另外,由于地质原因也难以进行。
 

        最近,政府宣布了在2030年前将我们国家电力总用量的20%从新可再生能源中提取的“3020政策”。但是,可再生能源的供应不稳定。 “新可再生能源发电厂需要很大的面积,像在太阳能发电的情况下,它们只能在白天和晴天发展。而风能只有在刮风的时候可以进行能源生产。为了改善新再生能源的短处,尚教授利用剩余的再生能源,将水分解成氢气和氧气后,将二氧化碳和氢气结合起来制造沼气。这个原则也被称为“生物学的沼气系统”,旨在减少可再生能源的不均衡并减少二氧化碳的排放。换句话说,生物学的沼气系统就像是一种通过电力产生天然气的燃气技术。

 

        一张显示生物甲烷化系统原理的表格(来源:尙炳仁教授)

        那么为什么让它以甲烷气体排放?“氢气也可以自己用作能源。但是氢气难以储存是一个令人沮丧的弱点。这就是为什么我们需要昂贵的储罐,但是用作城市煤气的沼气不需要储罐。因为90%的土地都是城市煤气的天然储藏所。”储存沼气的好处是它不仅可以用于城市燃气,还可以用于压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)。 

生产沼气的微生物
 

        微生物(Hydrogenotrophic Methanogen)在生物学沼气系统中起着至关重要的作用。这些生长在水中的微生物分为30℃至40℃的“嗜常温菌”和50℃至60℃的“嗜热细菌”。只吃二氧化碳和氢气而没有特殊食物的微生物具有产生甲烷气体的特点,而当它遇到氧气时,便会死亡消失。
 

“到2022年,我们必须从可再生能源中提取10%的电力。 但是,阳光和风力是可变的,这意味着可持续性不佳。”化学工学系尙炳仁教授进行了一项研究,以帮助稳定能源。
 

        尚教授还解释了严格的微生物选择过程。 “由于我国火山区不多,很难找到高温微生物。所以我只挑选了在高温下耐受的嗜常温微生物。然后,我们选择了只有二氧化碳和氢气也能存活的那些。”现在选择的微生物成功生产出甲烷气。当然,持续的改进是必要的。尚教授说:“让微生物只吃电是终极目标,我们现在正在寻找吸食少量氢气的方法,因为氢气很贵。”


得到没有缺点的能源系统

        
自2004年以来一直在进行研究的尚教授表示将很快实现商业化。 “当我在韩国科学技术研究院时,我没有得到支持,因为二氧化碳排放问题不是一个大问题。现在每个人都意识到二氧化碳问题的严重性,因此对新能源业务的需求增加了。” 这项与韩国电力公司合作进行的研究在今年或明年将在韩国电力公司研究室内部和中央污水处理厂进行试验。


参加这项研究的研究生。 “通过所有人的努力,这项研究取得了成功,”尚炳仁教授说。




译/王燕          global@hanyang.ac.kr

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