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科学团队研发二氧化碳转换成燃料分子技术

文章来源:EnergyTrend | 发布日期:2018-04-09 | 作者: | 点击次数:

碳捕集与封存(CCS)概念是希望可以收集化石燃料发电厂所排出的二氧化碳,并将其储存地底,避免让污染物排至大气层。而加拿大与美国组成的科学团队则希望未来不仅能收集碳,还可以将二氧化碳转化为原料、生物燃料、药剂或再生燃料等分子,实现碳捕集与转化(carbon capture and conversion)。

多伦多大学材料科学(MSE)博士生 Phil De Luna 表示,就像植物光合作用一样可利用阳光与水制造糖,团队也希望能用太阳能或其他再生能源将二氧化碳转化为微小的建构单元(building block)分子,再用传统的化学方法将这些小分子进一步变成具有经济效益的产品。

团队分析一系列具有可用于商业的小分子,在能源需求上,氢气、甲烷和乙烷可用于生物燃料,乙烯和乙醇则可用在各式消费产品,而二氧化碳衍生物甲酸更能用于制药、农工业或是燃料电池。

虽然目前碳捕集技术才刚起步,但不少新创产业正有待订定商业策略,研究员估计,未来十几年内碳捕集与转化将能迎来重大进展。

研究拟定长达5到70年的时间线,并假设3D打印、太阳能与电动车未来仍蓬勃发展,且二氧化碳转化是全球热门话题。

团队同时预估6个潜力二氧化碳转化技术,这些技术有些即将商业化或是处于实验室阶段,有些则尚未被科学证明。研究指出,电催化(electrocatalysis)在5到10年内会是个有潜力的转化途径,可利用电化学与不同的催化剂,将二氧化碳还原成微小分子。而50年之后,可利用分子机器(molecular machine)或纳米技术进行转换。

研究成员Oleksandr Bushuyev表示,这项技术在理论上是可行的,团队皆期待未来的转换规模与商业性。假如不停朝此方向迈进,有朝一日可打造二氧化碳排放、捕获与转化集一身的电厂。

不过这项技术也获得些许反对声,不少人认为该技术经济上难以达成,尤其是该技术需要大量电力。而团队认为,随着再生能源蓬勃发展,这一疑虑将会逐渐消散,且很少有电厂只会排放二氧化碳,通常还会参杂其他污染物,因此转化技术具有发展必要性。

De Luna 指出,该研究动机是希望可以找出碳转化的经济性与是否值得花费大量时间,盼能为未来几十年的技术提供意见。目前该研究已发布在期刊《Joule》。





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