Coproduction of biofuel and carbon materials by sequential conversion of microalgae

通过微藻的连续转化联产生物燃料和碳材料

基本信息

批准号：
18F18709
负责人：
林潤一郎
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-12 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、微細藻類のおよびリグノセルロース系バイオマスのシーケンシャル転換によるバイオフュエルおよび高付加価値炭素材の製造に関して反応工学的に検討した。実施した研究の概要ならびに成果を以下に述べる。(1) 微細藻類の燃料としての基本プロセス物性(揮発成分量、固定炭素量および灰分；標準法では決定できない)を測定するH2O2添加燃焼法を開発した。(2) 微細藻類の水熱処理を実施し、同処理によって得られる水熱炭化物(hydrochar)は、最大で50 wt%のジクロロメタン可溶成分を含むことがわかった。(3) 微細藻類を水熱処理した後の水相には酢酸イオン、リン酸イオン、アルカリ金属イオン、窒素を含む有機化合物が豊富にふくまれ、藻類の栽培に効果的にリサイクルできることがわかった。(4) 水熱炭化物の脂質抽出回収・熱間成型・炭化シーケンスによって、脂質を回収するとともに高炉用コークスとして使用可能な炭化物を調製することに成功した。とくに、褐炭とのブレンド(水熱炭化物；10 wt%)からは引張強度が25 MPaを超える高強度コークスを調製可能であり、石炭ベースの成型コークス製造において極めて有効な添加材となり得ることがわかった。(5)リグノセルロース系バイオマスの簡便な熱分解はバイオチャー、軽質油、重質油、水および非凝縮性ガスを生成するが、これらの生成物のうち、多孔性のバイオチャーに重質油を保持させ、熱間成型・炭化を行うと、引張強度が10 MPaを超えるコークスを調製することができた。さらに、有機酸を含む水（生成物）を使ってバイオチャーを洗浄するとチャーに含まれるアルカリおよびアルカリ土類金属を除去し、これによりコークスの反応性を低下できることもわかった。以上に述べたように、本研究によって、熱分解・水熱分解をベースとするバイオ資源転換に関する有用な反応工学的知見を得た。

在这项研究中，我们检查了通过微藻类和木质细胞烤生物量的转化，研究了生物燃料和高价值添加的碳材料。所进行的研究的轮廓和结果如下所述。（1）H2O2添加了燃烧方法，用于测量微钙作为燃料的基本过程特性（挥发性成分，固定碳量和灰烬；不能由标准定律确定）。（2）发现，通过处理微氢气获得的碳氢化合物（氢炭）是通过加工而获得的，并获得了最多50 wt％二氯甲烷 - 溶剂成分。（3）在微藻类的热处理后，在含有离子酸离子，磷酸离子，碱金属离子和氮的有机化合物中，水相具有丰富的水平，并且发现它可以有效地回收用于藻类的培养。（4）脂质提取洪水碳化水，恢复，热成型和碳化物序列成功地恢复了脂质并制备可用作爆炸炉的碳化物。特别是，可以从与木质煤（10 wt％）的混合物中制备具有超过25 MPa的高强度软木塞，这可能是基于煤炭的燃料的非常有效的添加剂。（5）木质球烤的生物质的简单热分解产生biacha，轻油，重油，水和非含量的气体，并在保持热量和碳化后，可以用超过10的焦炭制备可乐MPA。此外，发现使用含有有机酸的水清洁生物摄氏，以去除图表中包含的碱和碱土金属，从而减少了软木塞的反应。如上所述，这项研究获得了基于热分解和热分分解的BIOS资源转换的有用反应工程知识。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Re-examination of Thermogravimetric Kinetic Analysis of Lignite Char Gasification

DOI：
10.1021/acs.energyfuels.9b02946
发表时间：
2019
期刊：
Energy & Fuels
影响因子：
5.3
作者：
Shusaku Asano;C. Choi;Ken-Ichi Ishiyama;Shinji Kudo;Xiangpeng Gao;J. Hayashi
通讯作者：
Shusaku Asano;C. Choi;Ken-Ichi Ishiyama;Shinji Kudo;Xiangpeng Gao;J. Hayashi

Analytical Procedure for Proximate Analysis of Algal Biomass: Case Study for Spirulina platensis and Chlorella vulgaris

DOI：
10.1021/acs.energyfuels.9b03156
发表时间：
2020-01-01
期刊：
ENERGY & FUELS
影响因子：
5.3
作者：
Jabeen, Sidra;Gao, Xiangpeng;Dlugogorski, Bogdan Z.
通讯作者：
Dlugogorski, Bogdan Z.

Curtin University/Murdoch University(オーストラリア)

科廷大学/莫道克大学（澳大利亚）

DOI：
发表时间：
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