新技术采用生物质催化剂现场制造绿色氢
2023-08-28
开创性的人造肉风险投资公司Agronomics刚刚投入了一大笔资金，帮助氢能源初创公司HydGene Renewable推出新的绿色氢计划。乍一看，绿色氢技术与实验室培养的肉类之间的联系并不明显，但这一切并不是没有关联的。
通往绿色氢未来的多种途径
无论你是否同意燃料电池汽车，氢在工业化经济体中已经无处不在，用于燃料、肥料和各种工业过程，以及其他用途。目前，全球氢经济依赖于对地球有害的天然气作为主要来源，煤炭在其中也发挥了作用。现在，灾难性的气候变化迫在眉睫，需要更多的可持续能源。
围绕绿色氢的大多数活动涉及电解，其中可再生能源被部署到运行设备中，将氢气从水中分解出来。
另一种基于可再生能源的水制氢技术是“人造叶子”概念，将光电化学电池浸泡在水中。该电池将太阳能转化为催化剂，引发产氢反应。
研究人员还通过调整微生物的代谢途径，在微生物燃料电池中产生氢，从而完全摆脱了人造设备。早在2013年，就有了相关的研究案例，从那时起，该领域有了长足的发展。
发酵是另一个在2010年代突然出现的途径，看起来所有的努力都开始得到回报。HydGene发明了一种生物催化剂，可以通过发酵产生绿色氢。这个过程类似于啤酒酿造，只是HydGene正在寻找其他来源，而不是啤酒花和谷物，最初的重点是对废弃生物质进行升级回收。
“利用合成生物学，我们设计了下一代生物催化剂，能够以前所未有的速度和产量将从生物质中提取的碳水化合物转化为氢。我们的生物催化剂非常顽强，对通常对微生物有毒的化合物具有耐受性。”
HydGene还可以利用其生物催化剂从其他来源提取绿色氢，包括废水和专门种植的能源作物，该公司将其称为“指定能源作物”。
如果这和专门的能源作物是一样的，那就提供了广泛的来源。在美国，能源部将专用能源作物定义为“可以在边际土地上种植的非粮食作物……专门用于提供生物质。”这范围很广，包括柳枝稷、芒草、竹子和其他多年生草本植物。能源部还将杨树、杂交柳树、银枫、东部棉杨、绿灰树、黑核桃、甜枫和梧桐树列为指定的木本类能源作物。
能源部指出：“这些物种中的许多可以帮助改善水和土壤质量，改善野生动物的栖息地，使收入来源多样化，并提高整体农业生产力。”
现场制造的绿色氢气消除了泄漏风险
无论氢气是否绿色，科学家们都开始关注泄漏的风险，这将导致大气中温室气体的增加。降低这些风险的一种方法是在当地或现场生产绿色氢，而不是通过长途运输或长期储存，或者两者兼而有之。HydGene也有这个基础。
该公司提出了一种紧凑的、基于“盒子”的系统，该系统使生物催化剂只在需要时才工作，根据需要在现场生产氢气，而不需要储存设施。
当生物催化剂的蒸汽耗尽时，用过的“盒子”就会被新的取代。它们也被设计成模块化和可堆叠的，所以扩大或缩小只是一个增加或删除的问题。
没有太阳能电池板？没有风力涡轮机？没问题！HydGene还对其生物基绿色氢工艺的潜力感到兴奋，因为它可能会躲过反对可再生能源的敌人的雷达，这些人一直在组织起来反对农村地区的太阳能电池板和风力发电场。
HydGene表示：“我们的技术所产生的能量比太阳能或风力发电场所产生的能量要小，并且可以很容易地在现场为最终用户部署，从而消除了运输氢气的需要。”
将运输和储存从绿色氢的图景中剔除是一种成本节约。HydGene还指出，它的生物催化剂能产生足够纯净的氢，直接供燃料电池使用。总而言之，HyGene预计其工艺可以在成本上与化石来源的氢气和电解氢展开竞争。
“我们的预测表明，在大规模生产氢气时，我们可以用化石燃料和电解生产具有成本竞争力的氢气。事实上，由于我们消除了氢的储存和运输，对于最终用户来说，我们的氢平准化成本将比任何其他现有的氢技术都要便宜。”
在农场使用氢气可以使农业实践更加可持续和高效，这有很多好处。HydGene专注于三个领域；氨、运输和季节性能源储存。
“农民在化肥中使用氨。这对农民来说是一个巨大的痛点，因为世界各地氨的成本一直在上升。用于制造氨的氢气来自化石燃料行业，我们需要对氢气进行脱碳，以制造绿色氨。我们想将其供应给农民。”。
HydGene设想农民在现场使用他们的技术，转而使用绿色氢气生产氨，用于化肥。这就把控制权交回了农民手中——在他们需要的时候，在现场生产化肥。
HydGene对以绿色氢气为燃料的新型拖拉机、车辆和技术进入农业部门，以及它们如何通过生产绿色氢气来支持这一点感到兴奋。
“用氢发电机取代柴油发电机改变了农民的游戏规则。许多农场在风能和太阳能供应时断时续时使用柴油发电机，他们需要填补这一能源缺口。然而，如果你有氢和燃料电池，你就可以开始使用绿色氢来填补这一缺口。”
