一竿竿新鲜的竹子,被破碎成5公分大小的竹片,送进炭化炉。半小时后,随着操作工的一声号令,炉壁缓缓打开,乌黑光亮的竹炭从炉内淌出……在安徽昊丰新能源科技有限公司生产车间里,与科研人员一起见证了这一奇迹的发生。
“这是世界首套采用生物质催化转化技术生产生物炭的装置,年产量可达5万吨。”望着眼前的炭化炉,合肥工业大学教授邢献军激动地说,“我们终于把生物质变成了可持续资源!”
“如果没有了化石能源,人类将如何应对?”2009年,在一次国际能源学术会议上,邢献军和与会学者们围绕这一话题展开了热议。他回忆道,当时大家普遍认为,生物质能源是最具潜力的替代方案。
“生物质,通常是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有动植物和微生物,具有重要的能源和资源价值。”邢献军告诉记者,生物质来源广泛、可再生性强,只要有阳光、水分和二氧化碳等条件,生物质就可以不断地被生产出来。当时,这还是个新事物,国内外相关技术处于一片空白。
2011年,邢献军离开长期担任高管的安徽皖能集团,来到合肥工业大学,并牵头组建了先进能源技术与装备研究院,开启了用生物质催化转化方法高效制备生物炭技术研究攻关。
为了做试验,他与当地一家化工厂软磨硬泡,硬是在那里建起了生物质催化转化的反应炉。这年7月,世界首次通过催化转化制备的生物炭,在合肥中盐红四方化工厂出炉。紧接着,他们向提高效能、放大产量的目标迈进。“如何将生物质亿万年的炭化过程,缩短至数小时之内?”邢献军要突破的最后一个障碍是时间。
2013年,数百次实验之后,团队终于将炭化时间由7天缩短为1天。又是两年多过去,团队迎来新突破——炭化时间缩短为12小时。最终,生物质炭化过程缩短至30分钟!生物炭的生产效率得到大幅提升,且生产过程几乎实现零排放。
2019年底,世界首台日产100吨生物质炭的炭化炉定型下线,实现了一炉一次制备1吨、年产5000吨生物炭的目标。
目前,团队已成功研发出超声波生物炭活化装置,使活性生物炭具备了更高的价值。利用生物炭制备的石墨材料、高性能锂电池负极材料等储能产品,已经取得实质性进展,即将实现产业化。