Laserspektroskopi ger effektivare förbränning av biomassa

Emil Thorin från Umeå universitet har utvecklat en ny optisk metod för att snabbt kunna mäta gasformiga oorganiska ämnen vid förbränning och förgasning av biomassa. Den nya tekniken kommer att bidra till en effektivare omvandling av biomassa till förnybar energi.

Termiska omvandlingsprocesser, som förbränning och förgasning, används världen över för att generera värme, elektricitet och kemikalier. I strävan efter ett förnybart, cirkulärt energisystem med minskat koldioxidavtryck är restprodukter från jord- och skogsbruk ett lovande alternativ till fossila bränslen. Men en utmaning med biomassa har varit den höga halten av oorganiska föreningar, till exempel kalium, som kan störa anläggningarnas drift och orsaka kostsamma nedstängningar.

För att övervinna denna utmaning har Emil Thorin, doktorand vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, utvecklat en flexibel teknik för att upptäcka de viktigaste kaliumföreningarna direkt i högtemperaturprocessen, vid olika experimentella förhållanden.

– Till exempel i små flammor i vårt laboratorium, men även i större, meterlånga reaktorer som representerar industriella anläggningar. Den nya tekniken är i nuläget den snabbaste och mest känsliga metoden för kvantifiering av kaliumföreningar i gasfasen och har tillhandahållit unika experimentella data, säger Emil Thorin.

Den nya tekniken använder laserspektroskopi och kan ge insikt i reaktionerna som involverar kaliumföreningar på en nanosekunds tidsskala.

– Vi hoppas att vårt arbete kommer att bidra till en ökad förståelse av termisk omvandling av biomassa och leda till förbättrade numeriska modeller, processövervakning och styrning. Detta kommer att öka bränsleflexibiliteten och främja en mer hållbar energiproduktion, säger Emil Thorin.

Emil Thorins forskning visar att det finns relativt god förståelse av förbränning, medan mer arbete krävs angående förgasningsprocessen, där tillgången till syre är begränsad. Forskningen har också visat att metoden kan användas för att kvantitativt avbilda kaliumföreningarna i flammor, vilket kan leda till bättre insikt i reaktionerna.

Emil Thorins arbete banar vägen för grön omställning genom en mer hållbar och effektiv omvandling av biomassa till förnyelsebar energi, samtidigt som det ger ökad kunskap om komplexa kemiska processer.

Emil Thorin är uppväxt i Nordmaling, Västerbotten. Han har en civilingenjörsexamen i teknisk fysik från Umeå Universitet.

Om disputationen

Torsdagen den 25 maj försvarar Emil Thorin, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Kvantitativ laserdiagnostik av kaliumföreningar i gas-fas vid förbränning och förgasning av biomassa. Disputationen äger rum klockan 09.00 i Lilla hörsalen (KBE301), KBC-huset. Fakultetsopponent är Professor Zhongshan Li, Fysiska Institutionen, Avdelning för förbränningsfysik, Lunds universitet.

Läs hela avhandlingen

För ytterligare information kontakta:

Emil Thorin, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet

Telefon: 076-696 17 76

E-post: emil.thorin@umu.se