打破木质纤维素生物质水热碳化的温度障碍

木质纤维素生物质(最丰富的可再生原料)的水热碳化是生产负碳排放碳材料的一种很有前途的方法。这种方法在过去十年中引起了极大的关注，因为它使用了绿色生物质中固有的无毒水。

尽管如此，与所有事物一样，水热碳化也有其缺点——需要高反应温度和高能耗。为此，全世界的研究人员都在积极研究更环保的替代品——来自中国清华大学的一组研究人员可能找到了答案。

该团队发现了一种新的策略来解耦温度和压力水热过程，从而打破温度限制。

“使用这种新方法，我们可以在200°C下实现由稻草和杨树叶组成的木质纤维素生物质的低温碳化——打破了传统工艺230°C的温度限制，”该研究的通讯作者HuiZhou说。.

团队证明，新的温压解耦水热过程可以突破纤维素高度有序的晶体结构形成的保护屏障，有效碳化纤维素和半纤维素，生产出热值高、含氧官能团丰富的碳微球，一定的石墨化程度和良好的热稳定性。

纤维素除了是生物质结构的保护屏障外，还是形成碳微球的关键前体，纤维素含量高的生物质更有可能生产形状良好的水炭，可用作固体燃料，土壤改良剂或吸附剂，用于去除废水流中的污染物。

该团队的研究结果发表在《绿色能源与环境》杂志上。

值得注意的是，到目前为止，改善生物质转化反应条件的方法更多是在开发新催化剂方面;然而，适用于生物质水热碳化的催化剂非常少。

“这种新的负碳技术可以大大提高水热碳化技术的优势，”该研究的主要作者ShijieYu补充道。“我们希望我们的研究结果将鼓励全世界的研究人员继续他们对各种类型生物质的热液碳化的研究，以有助于缓解当前的气候危机。”