木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料

木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料 SAF 并不是一种完美的绿色航空解决方案事实上，目前还不存在完美的解决方案。使用 SAF 代替喷气燃料仍然会产生二氧化碳，但它是一种纯度更高的燃料，在燃烧更清洁、硫和微粒排放大幅减少的同时，还能多产生 3% 的能量。它消除了石油开采和提炼过程中的全部排放成本，根据所使用的原料，甚至可以实现净碳负排放所有这一切都无需改装喷气发动机。它与生物燃料不同，第二代 SAF 不使用玉米、甘蔗、大豆或其他粮食作物。这是对土地和水资源令人发指的浪费。取而代之的是使用磨粉作业产生的木材残渣、甘蔗渣、玉米秸秆等原料，以及其他廉价、丰富的废料产品。加州大学河滨分校的研究人员认为，问题出在木质素上，这是植物细胞中的一种关键结构成分。木质素坚韧而富有弹性，赋予了树木力量，同时也使得从生物质中提取碳作为燃料变得困难，尤其是在处理较硬的木材时。事实上，许多企业选择直接燃烧木质素来获取热能和电能，这种工艺虽然具有经济意义，但从环保角度看却绝对不可取。研究副教授Charles Kai与新安装的 20 加仑 CELF 反应器合影，该反应器将用于推广 CELF 生物精炼技术项目。然而，加州大学河滨分校的研究小组开发出一种预处理方法，大大改变了这一等式。在生物质预处理过程中将四氢呋喃（THF）加入水和稀酸中，研究小组发现可以显著提高整体效率，同时利用生物质中的木质素和糖生成燃料。其结果是：废弃生物质能带来更多的航空效益。使用玉米秸秆可增加 18% 的燃料，使用 THF 预处理后，每吨干原料的汽油当量从 44 加仑（167 升）增加到 51.8 加仑（196 升）。至于木质素含量较高的韧性杨木，每吨干原料的汽油当量产量高达 75.9 加仑（287 升），几乎是传统工艺从玉米秸秆中榨取的汽油当量的两倍。最重要的是，THF 预处理化学品成本低廉，而且特别容易获得，因为它可以用 SAF 工厂已经在加工的生物质糖来制造。GlobalAir在撰写本报告时引用的美国 Jet-A 的平均价格为每加仑 6.45 美元，SAF 的平均价格为每加仑 9.28 美元。根据加州大学河滨分校团队的计算，其 CELF（共溶剂增强木质纤维素分馏）生产工艺的生产成本可低至每加仑 3.15 美元。这是否意味着 80% 的清洁喷气燃料只需普通喷气燃料一半的价格？不；生产成本并没有考虑运输、物流、商业成本或利润，化石燃料的价格仍然受益于巨大的规模经济。早在 2021 年 11 月，国际能源署（IEA）就将每加仑化石燃料的生产成本估算为 1.14 美元至 3.03 美元，而根据Index Mundi 的数据，当时这种极不稳定的商品的售价为每加仑 2.19 美元。更不用说，还有各种生物燃料额度之类的因素要考虑，所以很难确定最终对价格的影响。但是，如果它真的如其所言，这一开发显然能更好地利用废木材，并应大幅降低 SAF 的价格。由于价格是采用这种技术的主要障碍，因此这将是可持续交通领域的一次巨大飞跃。"十多年前，我就开始了这项工作，因为我想产生影响，"里弗赛德团队负责人、副研究员查尔斯-凯（Charles Kai）在一份新闻稿中说。"我想找到化石燃料的可行替代品，我和我的同事们已经做到了。利用 CELF，我们已经证明有可能从生物质和木质素中制造出具有成本效益的燃料，并帮助遏制我们向大气中的碳排放。木质素利用是以最经济、最环保的方式从生物质中提取所需物质的关键。设计一种能够更好地利用生物物质中的木质素和糖的工艺，是这一领域最令人兴奋的技术挑战之一。"该团队的研究论文在《能源与环境科学》杂志上公开发表。 ... PC版： 手机版：

微软签署史上最大除碳协议 从生物质发电厂捕集333万吨二氧化碳

微软签署史上最大除碳协议 从生物质发电厂捕集333万吨二氧化碳 根据瑞典政府的政策，微软将利用该协议中交换的碳去除量来抵消自己的排放，并且该协议也将对瑞典的国家气候目标做出贡献。这家瑞典公司计划建立一个开创性的生物能源碳捕获和储存（BECCS）项目，并将其置于该公司位于斯德哥尔摩Värtan的生物质发电厂中。该发电厂自2016年开始运营，通过燃烧来自林业和造纸厂的废物来产生热量和电力，是欧洲同类发电厂中规模最大的。这些材料在焚烧过程中会释放污染气体，而BECCS项目的作用就是将废气中的二氧化碳捕集、液化以供运输、并永久储存在地下。今年3月28日，该项目在斯德哥尔摩获得了环保许可。根据计划，该项目的建设将于2025年开始，并且每年将永久清除80万吨二氧化碳。不过，BECCS项目中的永久碳清除将取决于Stockholm Exergi公司的最终投资决定，而该投资决定将于今年第四季度做出。Stockholm Exergi的首席执行官Anders Egelrud在声明中指出，与微软的合同将有助于该项目更接近于今年第四季度的最终投资决定。他还称，“我们的目标是在未来几个月内宣布与其他开拓性公司的更多交易。”虽然企业减排仍然是重中之重，但人们目前的共识是，如果没有永久性的碳清除，全球变暖将不可能限制在1.5°C或远低于2°C。自2020年以来，微软公司便开始追求到2030年实现负碳的目标，实施减排优先战略，并建立一系列碳减排承购协议。该公司公开制定了高质量清除的标准，寻求可融资的承购协议，并每年报告其进展情况。微软能源和碳去除高级总监Brian Marrs在一份声明中称，“利用现有的生物质发电厂是建立全球碳去除能力的关键第一步。” ... PC版： 手机版：

科学家开发出具有8000次充电循环的低成本新型电池

科学家开发出具有8000次充电循环的低成本新型电池 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 新型锌-木质素电池非常稳定，可以使用 8000 次以上，同时保持约 80% 的性能。研究人员开发的电池虽小，但技术是可扩展的。资料来源：Thor Balkhed"太阳能电池板已经变得相对便宜，低收入国家的许多人都采用了太阳能电池板。然而，在赤道附近，太阳会在下午 6 点左右落下，导致家庭和企业停电。"林雪平大学有机电子学教授 Reverant Crispin 说："我们希望这种电池技术，即使性能低于昂贵的锂离子电池，最终也能为这些情况提供解决方案。"他所在的有机电子实验室研究小组与卡尔斯塔德大学和查尔姆斯大学的研究人员合作，开发出了一种基于锌和木质素的电池，这两种材料既经济又环保。就能量密度而言，这种电池与铅酸电池相当，但没有有毒的铅。研究人员 Reverant Crispin 和 Ziyauddin Khan 在有机电子实验室。图片来源：Thor Balkhed这种电池非常稳定，可使用 8000 次以上，同时保持约 80% 的性能。此外，该电池的电量可保持约一周时间，比其他只需几个小时就能放电的同类锌电池要长得多。虽然锌基电池已经进入市场，但主要是作为不可充电电池，预计在适当引入可充电功能后，锌基电池将成为锂离子电池的补充，并在某些情况下长期取代锂离子电池。"虽然锂离子电池在处理得当的情况下非常有用，但它们可能具有爆炸性，难以回收利用，而且在提取钴等特定元素时会产生环境和人权问题。因此，在能量密度并不重要的情况下，我们的可持续电池提供了一种很有前景的替代品。"锌电池的主要问题是耐用性差，因为锌会与电池电解质溶液中的水发生反应。这种反应会产生氢气和锌的树枝状生长，使电池基本上无法使用。为了稳定锌，使用了一种名为聚丙烯酸酯钾基聚合物水包盐电解质（WiPSE）的物质。林雪平的研究人员现在已经证明，在含有锌和木质素的电池中使用 WiPSE 时，稳定性非常高。"锌和木质素都非常便宜，而且这种电池很容易回收。如果计算每个使用周期的成本，与锂离子电池相比，它是一种非常便宜的电池，"Ziyauddin Khan 说。目前，实验室开发的电池体积较小。不过，研究人员相信，由于木质素和锌的丰富，他们可以低成本制造出大型电池，大小与汽车电瓶差不多，不过，大规模生产还是需要商业公司的参与。Reverant Crispin 断言，瑞典作为一个创新型国家，能够帮助其他国家采用更具可持续性的替代方案。"我们有责任帮助低收入国家避免重蹈我们的覆辙。他们在建设基础设施时，需要立即从绿色技术入手。如果引入不可持续的技术，那么数十亿人将会使用这种技术，从而导致气候灾难，"Reverant Crispin 说。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

太阳能新技术利用粪便制造氢燃料 转化率高达35%

太阳能新技术利用粪便制造氢燃料 转化率高达35% 氢基燃料是最有前途的清洁能源之一。但生产纯氢气是一个能源密集型过程，通常需要煤或天然气以及大量电力。在《细胞报告物理科学》（Cell ReportsPhysical Science）杂志的一篇论文中，由 UIC 工程师 Meenesh Singh 领导的一个多机构团队揭示了绿色制氢的新工艺。这种方法利用一种名为生物炭的富碳物质来减少将水转化为氢气所需的电量。通过使用太阳能或风能等可再生能源，并将副产品用于其他用途，该工艺可将温室气体排放量降至净零。化学工程系副教授辛格说："我们是第一个证明可以利用生物物质在几分之一伏特的条件下生产氢气的小组。这是一项变革性技术。"用于制造清洁氢气的生物炭。资料来源：enny Fontaine/ UIC电解是将水分离成氢和氧的过程，需要电流。在工业规模上，通常需要化石燃料来产生这种电力。最近，科学家们通过在反应中引入碳源，降低了水分裂所需的电压。但这一过程也要使用煤或昂贵的化学品，并释放出二氧化碳作为副产品。辛格及其同事对这一工艺进行了改进，改用普通废品中的生物质。通过将硫酸与农业废弃物、动物粪便或污水混合，他们制造出一种名为生物炭的泥浆状物质，这种物质富含碳。研究小组试验了由甘蔗皮、大麻废料、废纸和牛粪制成的不同种类的生物炭。加入电解室后，所有五种生物炭都降低了将水转化为氢气所需的功率。其中表现最好的是牛粪，可将所需电力降低六倍，约为五分之一伏特。伊利诺伊大学芝加哥分校副教授 Meenesh Singh（右）和博士后研究员 Rohit Chauhan 在 Singh 的实验室工作。图片来源：Jenny Fontaine/ UIC由于对能量的要求很低，研究人员可以用一个标准硅太阳能电池在 0.5 伏电压下产生大约 15 毫安的电流为反应提供能量。这还不及一节 AA 电池产生的电量。辛格实验室的合著者和博士后学者罗希特-乔汉（Rohit Chauhan）说："它的效率非常高，生物炭和太阳能几乎有 35% 转化为氢气。这些数字创下了世界纪录；这是任何人展示过的最高数字。"要使这一过程实现净零排放，就必须捕获反应产生的二氧化碳。但辛格说，这也会带来环境和经济效益，比如生产纯二氧化碳来碳酸饮料，或将其转化为乙烯和塑料制造中使用的其他化学品。"它不仅实现了生物废料利用的多样化，还能清洁生产氢气以外的不同化学物质，"论文共同第一作者、美国加州大学伯克利分校（UIC）毕业生尼希坦-卡尼（Nishithan Kani）说。"这种廉价的制氢方式可以让农民自给自足地满足他们的能源需求，或者创造新的收入来源"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

廖振新称政府赞同用可持续航燃料促航空业减碳以巩固香港枢纽地位

廖振新称政府赞同用可持续航燃料促航空业减碳以巩固香港枢纽地位 运输及物流局署理局长廖振新说，政府完全赞同使用可持续航空燃料促进航空业界减碳的方向，以维持香港国际机场在绿色和可持续发展方面的领先位置，巩固香港的国际航空枢纽地位。他在社交网页表示，大部分航空公司目前都已订立其可持续发展目标，或须跟随其基地的政府对使用可持续航空燃料的要求，机场设施能否支援飞机注入可持续航空燃料，将会成为航空公司计划及扩展航班的主要考虑因素之一。​廖振新说，《施政报告》已提出在海陆空交通方面全力推动新能源使用和供应，当中包括推动可持续航空燃料方面的发展。政府去年底已开始接触相关持份者，正与机管局密切合作，制定具体行动计划，进一步推动可持续航空燃料的使用。 2024-01-29 23:25:37

生物学家研制出光动力酵母菌 带来对进化、生物燃料和细胞衰老的新认识

生物学家研制出光动力酵母菌 带来对进化、生物燃料和细胞衰老的新认识 Anthony Burnett说:“坦率地说，我们对将酵母转化为光养生物(能够利用光能的生物)是多么简单感到震惊。我们所需要做的就是移动一个基因，它们在光照下的生长速度比在黑暗中快2%。没有任何微调或精心的哄骗，它就是有效的。”很容易地为酵母配备这样一个进化上重要的特征，可能对我们理解这种特征是如何起源的意义重大，以及如何将其用于研究生物燃料生产、进化和细胞老化等问题。寻找能量提升这项研究的灵感来自于该小组过去研究多细胞生命进化的工作。该小组去年在《自然》杂志上发表了他们的第一份关于多细胞长期进化实验(MuLTEE)的报告，揭示了他们的单细胞模式生物“雪花酵母”是如何在3000代的时间里进化出多细胞的。在这些进化实验中，出现了多细胞进化的一个主要限制:能量。“氧气很难扩散到组织深处，因此你得到的组织没有能力获得能量。”“我一直在寻找绕过这种基于氧的能量限制的方法。”在不使用氧气的情况下给生物体提供能量的一种方法是通过光。但是从进化的角度来看，将光转化为可用能量的能力是复杂的。例如，允许植物利用光作为能量的分子机制涉及许多基因和蛋白质，这些基因和蛋白质在实验室和自然进化中都很难合成和转移到其他生物体中。幸运的是，植物并不是唯一能将光转化为能量的生物。保持简单生物体利用光的一种更简单的方法是利用视紫红质:一种无需额外的细胞机制就能将光转化为能量的蛋白质。该研究的主要作者Autumn Peterson说:“视紫红质在生命之树上随处可见，显然是生物体在进化过程中相互获取基因而获得的。”这种类型的基因交换被称为水平基因转移，涉及在不密切相关的生物体之间共享遗传信息。水平基因转移可以在短时间内引起看似巨大的进化跳跃，比如细菌如何迅速对某些抗生素产生耐药性。这可能发生在所有的遗传信息中，特别是在视紫红质蛋白中。“在寻找将视紫红质转移到多细胞酵母中的方法的过程中，我们发现我们可以通过将其转移到常规的单细胞酵母中来了解过去在进化过程中发生的视紫红质水平转移。”为了观察他们是否能给单细胞生物配备太阳能视紫红质，研究人员将一种由寄生真菌合成的视紫红质基因添加到普通的面包酵母中。这种特殊的基因被编码为一种视紫红质，这种视紫红质会被插入细胞的液泡中，液泡是细胞的一部分，像线粒体一样，可以将视紫红质等蛋白质产生的化学梯度转化为能量。配备了空泡紫红质，酵母在光照下的生长速度大约快了2%这对进化来说是一个巨大的好处。“在这里，我们有一个单一的基因，我们只是把它跨环境拉到一个以前从未有过光养性的谱系中，它就这样工作了。”“这表明，这种系统真的很容易，至少有时，在一个新的有机体中发挥作用。”这种简单性提供了关键的进化见解，研究人员说明了“视紫红质能够轻易地在如此多的谱系中传播，以及为什么会这样”。由于空泡功能可能有助于细胞衰老，该小组也开始合作研究视紫红质如何能够减少酵母的衰老效应。其他研究人员已经开始使用类似的新型太阳能酵母来研究推进生物生产，这可能标志着生物燃料合成等方面的重大进步。然而，这一团队更热衷于探索这种额外的好处如何影响单细胞酵母向多细胞生物的转变。“我们有这个美丽的简单多细胞模型系统，”Burnett说，他指的是长期运行的多细胞长期进化实验(MuLTEE)。“我们想给它光营养，看看它是如何改变它的进化的。” ... PC版： 手机版：