バイオマスの背後にある科学
バイオマスは、生物や最近亡くなった生物に由来する有機物を含む広範な用語です。それは本質的に太陽からエネルギーを保存し、光合成によって捕獲されました。 これがその背後にある科学の内訳です：
1。基礎：光合成
* 植物と藻類： 植物と藻類は、バイオマスの主要な生産者です。彼らは、日光、水、および二酸化炭素を使用して、光合成を介して糖（グルコース）を作成します。このプロセスは、植物材料内の化学結合に太陽エネルギーを保存します。
* 化学式：
* 6CO2（二酸化炭素） + 6H2O（水） +日光→C6H12O6（グルコース） + 6O2（酸素）
2。バイオマスの種類：
* 木： 木はバイオマスの主要な供給源です。セルロース、ヘミセルロース、リグニン - エネルギーを蓄積する複雑な炭水化物とポリマーが含まれています。
* 農業残基： 作物、麦わら、肥料も貴重なバイオマス源です。砂糖、澱粉、その他の有機化合物が含まれています。
* 藻類： 急速に成長する藻類は、バイオ燃料生産に使用できる高油分のために栽培できます。
* 都市固形廃棄物： 紙、食品のスクラップ、庭の廃棄物など、家庭や企業からの廃棄物は、使用可能なバイオマスに加工できます。
3。バイオエネルギー生産：
* 燃焼： 燃焼バイオマスは、貯蔵されたエネルギーを熱として放出し、発電、暖房、調理に使用できます。
* 嫌気性消化： 微生物は、酸素がなくても有機物を分解し、バイオガス（主にメタン）と消化器を生成します。バイオガスは燃料として使用できますが、消化器は肥料として機能します。
* バイオ燃料生産： バイオマスは、バイオエタノールやバイオディーゼルなどの液体燃料に変換できます。これらの燃料は、化石燃料の代替品として内燃機関で使用できます。
4。利点と課題：
* 再生可能エネルギー： 植物や藻類は絶えず補充できるため、バイオマスは再生可能な資源です。
* 炭素中性： 燃焼すると、バイオマスは光合成中に大気から元々吸収された二酸化炭素を放出します。これにより、カーボン中立燃料になります。
* 持続可能性の懸念： 過剰収穫バイオマスは、森林破壊と生息地の喪失につながる可能性があります。効率的で持続可能な慣行は、その利用に重要です。
* 効率とコスト： バイオマスを使用可能なエネルギーに変換することは、多くの場合、化石燃料を使用するよりも効率が低くなります。加工と輸送のコストは高くなる可能性があります。
5。進行中の研究：
* 高度なバイオ燃料： 科学者は、エネルギー密度が高く、環境への影響が低い高度なバイオ燃料を生産するための新しい技術を開発しています。
* バイオチャー： バイオマスから生産された炭のような材料であるバイオチャーは、土壌修正と炭素隔離の可能性があります。
結論として、バイオマスは再生可能エネルギー源として重大な可能性を保持しています。バイオマスの背後にある科学を理解することで、持続可能な未来への利用を最適化するのに役立ちます。
