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二氧化碳变成石油只需要三步?
作者: 来自:搜狐 发表时间:18-07-13 浏览:
       
  

       此文章看起来不错,似乎很鼓舞人。但是,不要大家忘了能量守恒定律。二氧化碳是含碳能源做功后与氧结合产生的结果,要变回去,不是不可能而是需要更多的能量。所以,从这个意义上说,与其说通过输入能量把二氧化碳变成含碳的能源燃料,还不如不折腾。当然,如果仅从能够处理二氧化碳的角度看(不考虑能量的得失),这文章还是有意义的。


  谁说碳排放就意味着极端天气,CO2变成石油只需要三步!
  大气中二氧化碳(CO2)浓度上升,会形成温室效应,直接导致全球变暖、海洋酸化,甚至引发极端天气、自然灾害频率增加。今年以来,频发的自然灾害再次引发人们对温室气体排放的关注。

  目前主流的碳减排技术中,碳捕获封存CCS已开始示范试点,而直接转化成有效能源或产品,也逐渐得到业界关注。

  谁说碳排放就意味着极端天气,CO2变成石油只需要三步!

  据美国哥伦比亚大学教授、国际催化领域著名科学家陈经广介绍,为控制大气中CO2浓度,可以考虑通过热催化和电催化技术将CO2还原为化学品和燃料的方式,同步实现CO2排放降低和价值提升目的。

  目前主流的技术路线是热催化、电催化和光催化。从CO2转化的还原产物主要有甲醇、甲烷和CO三种。在工艺上,需要先将CO2变为一氧化碳,再加上费托合成技术,才可以转化成为石油。目前看来,将CO2转化成一氧化碳(CO)是将CO2转化为其他燃料的关键初始步骤,也是解决温室气体问题的第一步。

  其中一个思路是用天然气、页岩气中的乙烷,与CO2反应,进而制备汽油、塑料乙烯等,从而提升产品价值;思路二是电解水制氢,氢气可以和CO2反应变为甲醇,还可以制备燃料电池。该工艺可以将能源储存和环境保护结合起来,用污水做原料,产出纯净水。

  由于CO2是一种高度稳定和惰性的物质,在还原过程中催化剂能否突破,就成为关键因素。目前,科研人员正在致力于寻找新思路。

  据陈经广介绍,在甲醇制备方面,一个商业化催化剂是铜锌铝催化剂;在电解水制氢方面,美国哥伦比亚大学选择了薄片型低铂路线,同时将铜钛结合,可以降低上千上万倍成本,目前已取得专利,显露出商业化曙光。  

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  实际上,氢燃料电池产业发展的一个瓶颈就是催化剂铂成本高昂,低铂路线无疑为产业发展带来了曙光。但从用铂量而言,燃料电池的阴极不能缺铂,因此最多只能减一半的量。

  据中国工程院院士衣宝廉介绍,现在非贵金属催化剂还处在研发阶段,对车用的PEMFC氢燃料电池,因工作电流密度高达安培级,只能采用低铂或超低铂电催化剂。但是,非贵金属电催化剂在民用电站或不间断电源还是有可能获得应用,因为这种应用的电池工作电流密度较低,为几百毫安即可。

  也有分析认为,在没有真正发现合适的催化剂之前,过分乐观看待并规划使用CO2制造能源和产品,可能言之过早。

  据中国科学院物理研究所研究员陈应天介绍,对电解水而言,目前可用的催化剂都价格都过于昂贵,在银、铂之外,人们开始在镍、铁、钴等方面做文章,但又发现生产出来的CO,对所述的铁、镍、钴有毒化作用,使得催化剂中毒,无法将反应继续下去。

  同时,目前空气中的CO2含量大约是300ppm~500ppm,即0.03%~0.05%,未来商业化的路径应该是工业领域的副产CO2,能否孕育出更好的商业模式也是一大挑战。

 

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