Barrios Cossio是肯塔基大学的一名研究生,他从化学系PI(Principal Investigator,首席研究员)Marcelo Guzman那里了解到波本威士忌酿造过程中会产生大量的废醪。波本威士忌在美国是一个价值数十亿美元的市场,但它也是个大型的污染源。在美国佐治亚州亚特兰大举行的美国化学学会会议上,Marcelo Guzman向大家展示了一种把这些废醪转化成电极材料的新方法。他们开发的技术是利用水热碳化的原理来处理这些含水的废醪,给它施加高温高压处理,就能变成有用的碳材料。 这个过程的原理其实很简单,把废醪放入特殊容器中加热加压,使其发生化学变化变成类似于煤炭的物质。Barrios Cossio发现,每酿造出一桶最终的波本威士忌,酒厂就会产生6到10倍数量的废醪。这些废醪以前通常当作牲畜饲料或土壤添加剂卖给农民。由于运输和干燥成本高,潮湿时难以处理,所以很多人把它当成了废弃物扔掉。 这次科研成果的关键在于发现了如何利用废醪中含有的生物碳来制造超级电容器。超级电容器其实是介于传统电容器和电池之间的一种储能设备。它的优势在于功率密度高、循环寿命长,而且能量密度也不错。有了这些优势,就可以替代一些传统的能量存储装置了。 Marceloinvestigator(首席研究员)Guzman教授带领他的团队通过这种技术把废醪转化成电极材料后制造出的超级电容器表现非常好。这种电极材料和市面上卖的商用设备在能量存储能力上相当。波本威士忌生产的历史悠久,起源于18世纪的美国肯塔基州。法律规定只有麦芽浆中含有至少51%的玉米和其他谷物时才能称为波本威士忌。 具体步骤是把玉米、黑麦和大麦等谷物研磨并混合水制成酸麦芽浆,加入酵母发酵后蒸馏得到透明烈酒“白狗”,最后倒入经过炭化的新橡木桶中陈酿至少两年。陈酿过程中橡木桶释放的焦糖和香草醛赋予了波本威士忌独特的风味和颜色。 虽然橡木桶可以回收利用于其他酒类或者调料中使用,但大多数含水的废醪仍然被浪费掉了。这次研究成果把这个问题解决了。研究人员通过水热碳化技术给这些废弃资源赋予了新的生命力。这种技术具有原料适应性强、环境友好等优点,在废弃物资源化利用方面有着广阔的前景。 肯塔基大学化学系在可再生能源材料领域有着深厚的研究基础尤其是在生物质转化和碳材料合成方面取得了显著成就。Marcelo Guzman教授是该领域的知名专家发表了大量高水平论文。他的这次研究为波本威士忌产业提供了一种可持续发展的新途径。