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两项创新将使二氧化碳成功转变为燃料
来源:全国能源信息平台 2023-05-11 192
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    【Oilprice网2月23日报道】碳捕获技术作为一种解决全球人为排放问题的方式,受到越来越多的关注,但过高的成本仍阻碍其发展。然而将二氧化碳转化为燃料这项技术可能会对发展碳捕获技术有所帮助。

    顾名思义,碳捕获技术运用一些微观催化剂(化学物质),既可以加速其他元素之间的化学反应,也可以用在氢化反应中生成有用气体。

    简单地说,氢化反应就是将氢原子添加到分子中,并移除分子中的其他原子。二氧化碳可以帮助氢化反应移除氧原子,用氢原子替代,最后生成碳氢化合物。

    通常发生氢化反应需要极高的温度,所以整个反映过程成本高昂。另外,该反应还需要一种催化剂,常以贵金属铂或钯的形式出现。现在,似乎有两种方法可以替代氢化反应。

    南加州大学和国家可再生能源实验室(the National Renewable Energy Lab)的一组研究人员研发了一种新型催化剂,可以将废二氧化碳转化为燃料或前体化学品。

    国家可再生能源实验室在一场新闻发布会上表示,这种新型催化剂使用了碳化钼纳米颗粒。碳化钼是一种含有金属和碳的化合物,具有广泛的应用范围,其中就包括将二氧化碳转化为用于化学品生产的一氧化碳或碳氢化合物。

    然而更重要的一点是南加州大学和国家可再生能源实验室设计的化学反应所需的温度远低于将金属碳化物转化为催化剂的1100摄氏度。在极低温度下,工艺成本可以降得更低,科学家也能利用纳米颗粒的性质改进催化过程。

    来自韩国科学技术院的Cafer T. Yavuz是另外一项研究的带头人,他表示:“我们正着手研发一种有效的催化剂,可以成功地转化大量的温室气体——二氧化碳和甲烷。

    韩国科学技术院的科学家采用镍钼纳米颗粒和结晶氧化镁形成的化合物进行研发工作。他们加热纳米粒子,这迫使它们移动到氧化镁上发生反应。新闻还表示,这种催化剂“封闭了自身的高能量活性位点,永久固定了纳米颗粒的位置,这意味着镍基催化剂不会生成碳,表面的颗粒也不会相黏在一起。”

    以上两种利用二氧化碳的方法似乎颇具前景,基本上都是回收再利用二氧化碳,但二氧化碳从何而来?尽管碳捕获技术占据着新闻头版头条,但通常情况下,它的价格仍然昂贵得令人望而却步。

    上周早些时候,美国国税局(IRS)针对参与碳捕获的能源公司发布了新规定,解释如何为其碳捕获项目申请更高的税收抵免。

    《休斯敦纪事报》(the Houston Chronicle)的詹姆斯·奥斯本在一份新闻报告中回忆称,虽然美国国会曾通过一项法律,即税收抵免公司可以申请的碳捕获项目增加一倍,但具体如何申请则由美国国税局决定。

    碳捕获联盟(the Carbon Capture Coalition)的负责人布拉德·克拉布特里表示:“目前我们仍在积极审查相关细节,也很高兴看到美国国税局把碳捕获联盟的主要建议纳入考虑范围之中。然而,这项工作耗时太长,不说耽误数十亿美元的投资,也影响了数亿美元投资。”

    如今既然税收抵免的规定已经明确,这些投资就能落地,碳捕获技术最终也能成功发展。未来美国和韩国团队开发的催化技术可能为碳捕获技术发展提供很大的帮助。

    碳的捕获问题已由麻省理工学院解决。去年,一篇论文详细阐述了一种装置,它可以先抽走空气中的二氧化碳,然后储存,并在需要重新利用时将其释放到其他化学物质中。

    Sahag Voskian是该技术研发者之一,他解释道,“与大多数其他碳捕获或碳吸收技术相比,该技术的最大优势是吸附剂与二氧化碳的亲和力呈二元性。这既允许从碳浓度400ppm甚至任何浓度中捕获二氧化碳,也允许该气体释放到任何载体流中。”

    总而言之,我们有原材料,有捕获技术,有催化剂,现在我们也有法律——让懂得如何应用技术的人花费更少,也许碳捕获技术发展确实未来可期。

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