來自加拿大多倫多大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新的電化學(xué)方法，可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，如噴氣燃料或塑料，該技術(shù)顯著提高了從空氣中捕獲的二氧化碳的經(jīng)濟(jì)性。

現(xiàn)有技術(shù)繁瑣且成本高

“從技術(shù)上來說，當(dāng)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(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品。”研究小組領(lǐng)導(dǎo)者特德·薩金特教授說，“主要挑戰(zhàn)在于這樣做需要耗費(fèi)大量的精力，推高了成本，降低了效益。我們的戰(zhàn)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?！薄爸苯涌諝獠短肌笔且环N新興的技術(shù)，目的是利用空氣中的碳而非化石燃料來生產(chǎn)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(gè)試驗(yàn)工廠，通過讓空氣經(jīng)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(zhì)。

為了完全回收利用，溶解的碳酸鹽通常會(huì)轉(zhuǎn)化回二氧化碳?xì)怏w，然后再轉(zhuǎn)化成化學(xué)積木，成為燃料和塑料的基礎(chǔ)。一種方法是加入化學(xué)物質(zhì)，將碳酸鹽轉(zhuǎn)化為固體鹽，然后鹽粉在900攝氏度以上的溫度下被加熱，產(chǎn)生可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的二氧化碳?xì)怏w。這種方法的劣 勢(shì)是步驟繁瑣，加熱所需的能量提高了產(chǎn)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(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的裝置。他們以前利用電解槽從水中產(chǎn)生氫氣，現(xiàn)在意識(shí)到裝置也可以將溶解的碳酸鹽直接轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，非常擅長(zhǎng)產(chǎn)生質(zhì)子?！毖芯繂T吉安惠說，“這些質(zhì)子正是我們將碳酸鹽轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w所需要的?！彪娊獠劾镞€有一種銀基催化劑，可以立即將生產(chǎn)的二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成氣混合物，這是一種常見的化學(xué)原料，可以很容易轉(zhuǎn)化為各種產(chǎn)品，包括噴氣燃料和塑料前體。

薩金特說，要將這一過程擴(kuò)大到工業(yè)應(yīng)用所需的水平，還需要做更多的工作。在實(shí)驗(yàn)室中，研究團(tuán)隊(duì)展示了能效達(dá)到35%的碳酸鹽轉(zhuǎn)化為合成氣的能力，并且電解槽可以保持6天的時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行?！吧虡I(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，這是一個(gè)有吸引力的方式來捕獲空氣中的二氧化碳，是關(guān)閉碳循環(huán)的關(guān)鍵一步?！保ㄓ诹漳?譯 來源：加拿大多倫多大學(xué)）