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一个国际研究团队设计了一种使用微藻生产氢和甲烷的新方法，显着减少了碳足迹。
莫纳什大学化学工程系、IITB-莫纳什孟买研究院和印度理工学院化学工程系的研究人员使用反应性闪蒸 (RFV) 气化技术利用微藻生产氢气，从而产生更新、更清洁的形式活力。
研究结果表明，与甲烷气体的蒸汽重整相比，在微藻上使用 RFV 制氢的温室气体排放量减少了 36%——这是目前制氢的最佳实践。
通过将水力发电等额外的可再生能源过程与研究人员的制氢过程相结合，碳排放量可能会下降多达 87%。
发表在《清洁生产杂志》上的这项研究还表明，氢气的普遍成本为每公斤 10 美元，并使用 RFV 生产天然气，初始投资的回收期仅为 3.78 年，内部率为 22%返回。
Monash 领导的团队是 RFV 气化技术和分析领域的世界领先者。RFV 是一种气化过程，它使用氧气和蒸汽将生物质或基于化石燃料的碳材料转化为气体。
目前，微藻的生产不能满足商业需求。然而，研究人员表示，用于能源应用的微藻种植也可以为农村社区提供额外的收入来源，有可能使他们自给自足。
“氢气和甲烷只有从可再生资源中生产出来，才是燃料和绿色化学合成的清洁来源。目前，96% 的氢气和所有甲烷都是使用不可再生资源生产的， ”莫纳什大学副教授 Akshat Tanksale 和研究合著者说。
“作为原料的微藻具有很高的二氧化碳固定效率、生长速度、光合作用效率、在咸水中生长的能力——如河流和湖泊——以及在不适合农业的土地上种植的能力。
“水和可再生电力与微藻收集相结合可以降低成本并提高该过程制氢的可持续性。”
来自 IITB-Monash 孟买研究院化学工程系的 Yogendra Shastri 博士表示，对气候变化的担忧导致人们越来越多地推动更清洁的能源选择，而微藻可能是生产可再生燃料的潜在候选者。
“氢气被公认为清洁燃料，因为它在使用时不会导致温室气体排放。然而，氢气的生产也需要是可持续的， ”沙斯特里博士说。
“由于脂质提取效率低（低于 20%）以及微藻收获和干燥成本高，微藻生物柴油的生产受到限制。
“此外，由于收获、干燥和脂质提取等昂贵的预处理，基于微藻的氢气和甲烷生产尚未商业化；低碳转化效率；和焦油堆积。”
研究人员使用蒸汽作为气化剂，在 550-650 °C 的温度范围内对微藻进行了 RFV。这意味着不需要对微藻进行脱水或干燥，并显着降低了能耗。
使用位于印度的 JSW Steel（本研究的资助机构）作为其用于微藻培养的 CO 2来源的案例研究，研究小组估计每小时将有不到 12,800 公斤的微藻用于制氢，速度为1240公斤/小时。
虽然开发基础设施以培育微藻然后将其提炼成氢气和甲烷的成本很高，但长期的总体投资回报可以使氢气和甲烷成为具有成本效益和环保的燃料来源。
“假设压缩到 700 bar 压力的氢气市场价格为 10 美元/公斤，氢气生产的投资回收期为 3.78 年，投资回报率接近 25%。此外，生命周期气候变化的影响是每生产一公斤氢气就会产生 7.56 公斤二氧化碳，”孟买 IITB-Monash 研究院的研究生 Pratik Gholkar 博士说。
“在我们寻求减少化石燃料的使用并大幅减少碳排放量的过程中，对世界可用的资源和技术进行了令人兴奋的研究。”
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