作为可再生能源,生物质具有来源广泛、储量大、可持续性等的优点,在替代传统化石燃料方面展现出巨大潜力。而在广袤的盐碱地上(全球约11亿公顷),分布有上千种盐生植物,形成了巨大的生物质资源库。然而,在盐碱地开发和管理过程中,大部分盐生植物被焚烧、填埋或废弃,造成严重的资源浪费和环境污染。因此,为了实现盐生植物生物质的资源化利用、满足对可再生能源日益增长的需求,评估其生物能源潜力显得至关重要。
所(园)植物生态修复研究团队前期选取泌盐植物-柽柳(Tamarix chinensis)、假盐生植物-芦苇(Phragmites australis)和真盐生植物-碱蓬(Suaeda glauca)三类典型盐生植物及其混合物,通过热重分析技术、并结合多种热解动力学模型系统探究了其热解(共热解)特性。结果表明,柽柳具有最低的活化能、指前因子和焓变,展现出较高的生物能源利用潜力;在盐生植物间协同效应的作用下,共热解促进了芦苇-碱蓬、柽柳-芦苇-碱蓬混合物的分解,导致其具有较低的活化能;柽柳-芦苇-碱蓬混合物的热解特性最符合D3反应模型(3-dimensional diffusion–Jander),而其他生物质的最优拟合模型为F3(third-order)。该研究揭示了3种盐生植物及其混合物不同的热解特性,并表明共热解可有效提升盐生植物的生物能源利用潜力。研究结果可为热解反应系统的设计及盐生植物生物质的资源化利用提供科学依据。
相关研究成果以“Pyrolysis of three typical halophytes and their blends from coastal saline-alkali lands: Pyrolysis behaviors, kinetics and thermodynamics”为题,近日发表在环境科学领域二区TOP期刊《Journal of Environmental Management》(IF=8.4)。植物生态修复项目组刘壮壮博士为该论文第一作者,于金平正高级实验师为论文的通讯作者,论文的第一署名单位为江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)。该研究得到江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金(BE2022306)等项目的资助。