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銳技術丨“直接空氣捕碳”是啥技術?能將二氧化碳變塑料

2019-07-09    來源:中國電力報
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[ 導讀 ]:來自加拿大多倫多大學的一個研究小組開發了一種新的電化學方法,可以將二氧化碳轉化為有價值的產品,如噴氣燃料或塑料,該技術顯著提高了從空氣中捕獲的二氧化碳的經濟性。


來自加拿大多倫多大學的一個研究小組開發了一種新的電化學方法,可以將二氧化碳轉化為有價值的產品,如噴氣燃料或塑料,該技術顯著提高了從空氣中捕獲的二氧化碳的經濟性。

現有技術繁瑣且成本高

“從技術上來說,當前從空氣中捕獲二氧化碳是可能的,但需要通過許多步驟才能將其轉化為商業產品。”研究小組領導者特德·薩金特教授說,“主要挑戰在于這樣做需要耗費大量的精力,推高了成本,降低了效益。我們的戰略可以通過避免一些能源密集型的損失來提高整體能源效益。”“直接空氣捕碳”是一種新興的技術,目的是利用空氣中的碳而非化石燃料來生產新的燃料或塑料。加拿大碳工程公司在不列顛哥倫比亞省斯奎米什建立了一個試驗工廠,通過讓空氣經過堿性溶液來獲得二氧化碳,二氧化碳溶解在液體中,形成碳酸鹽物質。

為了完全回收利用,溶解的碳酸鹽通常會轉化回二氧化碳氣體,然后再轉化成化學積木,成為燃料和塑料的基礎。一種方法是加入化學物質,將碳酸鹽轉化為固體鹽,然后鹽粉在900攝氏度以上的溫度下被加熱,產生可以進一步轉化的二氧化碳氣體。這種方法的劣 勢是步驟繁瑣,加熱所需的能量提高了產品成本。

巧用電解槽提高效益

研究小組使用的另一種方法是電解槽,這是一種利用電來驅動化學反應的裝置。他們以前利用電解槽從水中產生氫氣,現在意識到裝置也可以將溶解的碳酸鹽直接轉化為二氧化碳,完全跳過中間加熱的步驟。

“我們使用的是雙極膜,這是一種新的電解器設計,非常擅長產生質子。”研究員吉安惠說,“這些質子正是我們將碳酸鹽轉化成二氧化碳氣體所需要的。”電解槽里還有一種銀基催化劑,可以立即將生產的二氧化碳轉化為合成氣混合物,這是一種常見的化學原料,可以很容易轉化為各種產品,包括噴氣燃料和塑料前體。

薩金特說,要將這一過程擴大到工業應用所需的水平,還需要做更多的工作。在實驗室中,研究團隊展示了能效達到35%的碳酸鹽轉化為合成氣的能力,并且電解槽可以保持6天的時間穩定運行。“商業化應用還有很長的路要走,這是一個有吸引力的方式來捕獲空氣中的二氧化碳,是關閉碳循環的關鍵一步。”(于琳娜/譯 來源:加拿大多倫多大學)

 
 
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