바이오 매스의 과학
바이오 매스는 살아있는 유기체 나 최근에 사망 한 유기체에서 유래 한 유기물을 포함하는 광범위한 용어입니다. 그것은 광합성을 통해 포착 된 태양의 본질적으로 저장된 에너지입니다. 다음은 그 뒤에있는 과학의 고장입니다.
1. 기초 :광합성
* 식물과 조류 : 식물과 조류는 바이오 매스의 주요 생산자입니다. 그들은 햇빛, 물 및 이산화탄소를 사용하여 광합성을 통해 설탕 (포도당)을 생성합니다. 이 공정은 식물 재료 내에서 화학적 결합에 태양 에너지를 저장합니다.
* 화학 방정식 :
* 6Co2 (이산화탄소) + 6H2O (물) + 햇빛 → C6H12O6 (포도당) + 6O2 (산소)
2. 바이오 매스의 유형 :
* 목재 : 나무는 바이오 매스의 주요 공급원입니다. 그들은 셀룰로오스, 헤미 셀룰로스 및 리그닌 - 복합 탄수화물 및 에너지를 저장하는 중합체를 함유합니다.
* 농업 잔류 물 : 작물 줄기, 빨대 및 분뇨는 또한 귀중한 바이오 매스 공급원입니다. 여기에는 설탕, 전분 및 기타 유기 화합물이 들어 있습니다.
* 조류 : 빠르게 성장하는 조류는 높은 오일 함량을 위해 배양 할 수 있으며, 이는 바이오 연료 생산에 사용될 수 있습니다.
* 시 고형 폐기물 : 종이, 음식 스크랩 및 마당 폐기물을 포함한 가정 및 사업체의 폐기물은 사용 가능한 바이오 매스로 처리 할 수 있습니다.
3. 바이오 에너지 생산 :
* 연소 : 연소 바이오 매스는 저장된 에너지를 열로 방출하여 전기 생성, 난방 및 요리에 사용될 수 있습니다.
* 혐기성 소화 : 미생물은 산소가 없을 때 유기물을 분해하여 바이오 가스 (주로 메탄) 및 소화 물을 생성합니다. 바이오 가스는 연료로 사용될 수 있으며 소화 물은 비료 역할을합니다.
* 바이오 연료 생산 : 바이오 매스는 바이오 에탄올 및 바이오 디젤과 같은 액체 연료로 전환 될 수 있습니다. 이 연료는 내연 기관에서 화석 연료의 대안으로 사용될 수 있습니다.
4. 혜택과 도전 :
* 재생 에너지 : 바이오 매스는 식물과 조류가 지속적으로 보충 될 수 있으므로 재생 가능한 자원입니다.
* 탄소 중립 : 연소되면 바이오 매스는 광합성 동안 대기에서 원래 흡수 된 이산화탄소를 방출합니다. 이것은 탄소 중립 연료입니다.
* 지속 가능성 문제 : 바이오 매스를 과도하게 수확하면 삼림 벌채와 서식지 손실이 발생할 수 있습니다. 효율적이고 지속 가능한 관행은 활용에 중요합니다.
* 효율성과 비용 : 바이오 매스를 사용 가능한 에너지로 변환하는 것은 화석 연료를 사용하는 것보다 종종 덜 효율적입니다. 처리 및 운송 비용은 높을 수 있습니다.
5. 진행중인 연구 :
* 고급 바이오 연료 : 과학자들은 에너지 밀도가 높고 환경 영향이 낮은 고급 바이오 연료를 생산하기 위해 새로운 기술을 개발하고 있습니다.
* 바이오 숯 : 바이오 매스에서 생산 된 숯 모양의 재료 인 Biochar는 토양 수정 및 탄소 격리 가능성을 갖습니다.
결론적으로 바이오 매스는 재생 에너지 원으로서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 바이오 매스의 과학을 이해하는 것은 지속 가능한 미래를 위해 활용을 최적화하는 데 도움이됩니다.
