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沼气“晒太阳”变废为宝!阳光驱动甲烷高效转化为绿色甲醇
人民政协网5月18日电(记者 高志民)近日,农业农村部成都沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制团队在甲烷高值转化领域取得突破性进展,首次实现室温光照下沼气甲烷向绿色甲醇、甲醛等高值液体化学品的高效转化,选择性超98%,让沼气利用告别低附加值模式。相关成果发表于国际顶级期刊《德国应用化学》,为农业废弃物资源化与碳中和提供全新技术路径。
沼气源自畜禽粪污、秸秆等有机废弃物厌氧发酵,核心成分是甲烷(占比50%-70%),既是清洁能源,也是重要碳氢资源。传统沼气利用多以燃烧发电、供暖为主,不仅附加值低,还易造成碳资源浪费;而甲烷分子结构稳定、活化难度大,转化过程中还容易过度氧化为二氧化碳,一直是
为破解这一难题,科研团队另辟蹊径,创新提出太阳能驱动沼气甲烷转化策略,设计出由非晶相和晶相半导体构成的新型复合催化体系。该体系如同“分子剪刀”,在室温、常压、光照温和条件下,仅以水和氧气为清洁氧化剂,就能精准断裂甲烷碳氢键,定向合成绿色甲醇、甲醛等高值液态化学品,彻底摆脱传统转化技术依赖高温高压、高能耗的困境。
试验数据显示,该催化体系反应活性优于多数已报道体系,产物选择性高达98%以上,几乎无无效副产物生成,实现甲烷“一步到位”定向转化 。绿色甲醇作为核心产物,既是清洁可再生燃料,可用于航运、交通等领域助力脱碳,也是重要化工原料,广泛应用于塑料、医药、能源存储等行业;甲醛则是木材加工、化工合成的基础原料,市场价值显著。
这项技术的突破,多重价值凸显。生态层面,将农业废弃物转化为高值化学品,实现“变废为宝”,减少甲烷温室气体排放,固碳提值助力碳中和;产业层面,大幅提升沼气利用附加值,改变传统沼气项目收益单一、盈利能力弱的现状,为农村沼气工程转型升级提供技术支撑;技术层面,室温太阳能驱动转化,绿色低碳、能耗极低,契合农业绿色发展与低碳转型需求。
业内专家表示,该研究立足农业废弃物资源化利用实际,攻克甲烷高效高选择性转化难题,为碳中和背景下沼气高值化利用、农业废弃物资源循环利用与固碳提值提供了新思路,兼具科学价值与应用前景。
据悉,该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。后续团队将加快技术优化与中试示范,推动这项“点碳成金”的绿色技术落地应用,助力我国农业绿色低碳高质量发展与“双碳”目标实现。
编辑:廖昕朔

