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锐技术丨“直接空气捕碳”是啥技术?能将二氧化碳变塑料

2019-07-09    来源:中国电力报
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[ 导读 ]:来自加拿大多伦多大学的一个研究小组开发了一种新的电化学方法,可以将二氧化碳转化为有价值的产品,如喷气燃料或塑料,该技术显著提高了从空气中捕获的二氧化碳的经济性。


来自加拿大多伦多大学的一个研究小组开发了一种新的电化学方法,可以将二氧化碳转化为有价值的产品,如喷气燃料或塑料,该技术显著提高了从空气中捕获的二氧化碳的经济性。

现有技术繁琐且成本高

“从技术上来说,当前从空气中捕获二氧化碳是可能的,但需要通过许多步骤才能将其转化为商业产品。”研究小组领导者特德·萨金特教授说,“主要挑战在于这样做需要耗费大量的精力,推高了成本,降低了效益。我们的战略可以通过避免一些能源密集型的损失来提高整体能源效益。”“直接空气捕碳”是一种新兴的技术,目的是利用空气中的碳而非化石燃料来生产新的燃料或塑料。加拿大碳工程公司在不列颠哥伦比亚省斯奎米什建立了一个试验工厂,通过让空气经过碱性溶液来获得二氧化碳,二氧化碳溶解在液体中,形成碳酸盐物质。

为了完全回收利用,溶解的碳酸盐通常会转化回二氧化碳气体,然后再转化成化学积木,成为燃料和塑料的基础。一种方法是加入化学物质,将碳酸盐转化为固体盐,然后盐粉在900摄氏度以上的温度下被加热,产生可以进一步转化的二氧化碳气体。这种方法的劣 势是步骤繁琐,加热所需的能量提高了产品成本。

巧用电解槽提高效益

研究小组使用的另一种方法是电解槽,这是一种利用电来驱动化学反应的装置。他们以前利用电解槽从水中产生氢气,现在意识到装置也可以将溶解的碳酸盐直接转化为二氧化碳,完全跳过中间加热的步骤。

“我们使用的是双极膜,这是一种新的电解器设计,非常擅长产生质子。”研究员吉安惠说,“这些质子正是我们将碳酸盐转化成二氧化碳气体所需要的。”电解槽里还有一种银基催化剂,可以立即将生产的二氧化碳转化为合成气混合物,这是一种常见的化学原料,可以很容易转化为各种产品,包括喷气燃料和塑料前体。

萨金特说,要将这一过程扩大到工业应用所需的水平,还需要做更多的工作。在实验室中,研究团队展示了能效达到35%的碳酸盐转化为合成气的能力,并且电解槽可以保持6天的时间稳定运行。“商业化应用还有很长的路要走,这是一个有吸引力的方式来捕获空气中的二氧化碳,是关闭碳循环的关键一步。”(于琳娜/译 来源:加拿大多伦多大学)

 
 
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