综述：生物质化学循环：一种可持续的能源和化学品生产途径

《Journal of Energy Chemistry》：Biomass chemical looping: A sustainable pathway for energy and chemicals

　　

Can Zhao|Xiangzhou Yuan|Junyao Wang|Huiyan Zhang|Ange Nzihou|Liang-Shih Fan|Daniel C.W. Tsang|Chi-Hwa Wang|Yong Sik Ok

摘要

以高效且可持续的方式实现生物质增值被广泛认为是同时缓解气候变化和增强能源安全的实际途径。与传统的热化学和生化生物质增值方法相比，生物质化学循环（BCL）因其高能效、可控的主要产物以及通过简单冷凝装置实现高纯度二氧化碳（CO₂）分离的优势而受到关注。在这篇综述中，我们从目标产物和实际应用的角度讨论了BCL的技术路线，提供了降低能耗和提高转化效率（同时获得高纯度所需产物）的机制和优化方法。作为一种典型的数据驱动方法，机器学习（ML）在精确设计氧载体和高效优化还原-氧化循环方面发挥了重要作用，显著提升了BCL技术的大规模应用。此外，我们还探讨了典型BCL方法的环境影响和经济可行性，为研究人员、工业从业者和政策制定者提供了全面的指导。鉴于BCL用于生产绿色甲醇在环境和经济方面的巨大效益，我们强调了其作为传统发电和生物废物管理技术的多功能替代方案的潜力。通过共同努力，可持续的BCL技术可用于生产绿色电力、氢气和甲醇等增值产品，有助于实现联合国可持续发展目标7、12和13。