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usdt支付平台(www.caibao.it):MIT新设计使碳捕捉效率倍增 还能产出汽车燃料和化学原料

admin2021-02-0299

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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,网络和转化发电厂排放的二氧化碳的系统可能是住手气候变化的主要工具,但大多数的此类系统都相对低效且昂贵。不外据报道,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员日前开发了一种方式,可以显著提高系统的性能,行使催化外面来提高碳捕捉电化学反映的速率。

据领会,此类催化系统之所以是碳捕捉的一个有极具吸引力的选择,是由于它们可以生产有用、有价值的产物,如汽车燃料或化学原料。这些产出可为该历程提供优势,从而抵消降低二氧化碳排放的成本。

在这类系统中,通常是一股含有二氧化碳的气体通过水来运送二氧化碳举行电化学反映。该气体在水中移动较为缓慢,从而减慢了二氧化碳的转化速率。新设计则是确保了这股含有二氧化碳的气体一直集中在催化剂外面的水中,进而将系统的性能翻倍。

“二氧化碳捕捉是我们时代的挑战。”MIT研究人员示意,“简直,捕捉二氧化碳的方式有许多,包罗地质封存、海洋储存、矿化和化学转化等。但当涉及到行使这种温室气体制造有用的、可销售的产物时,电化学转化是一种极具远景的方式,但它仍需要改善才气在经济上可行。我们的研究目的就是领会这个历程中的最大瓶颈是什么,并改善或缓解这个瓶颈。”

详细而言,研究人员发现,瓶颈在于如何将二氧化碳接触到催化剂的外面,从而促进所需的化学转化。在这些电化学系统中,含有二氧化碳的气体会在压力下与水夹杂,或者通过一个装有催化剂质料(如铜)的容器让其冒泡。然后,再施加电压以促进发生碳化合物的化学反映,此类碳化合物可以转变成燃料或者其他产物。

但这种系统中存在两个挑战:反映举行得异常之快,以至于它消耗二氧化碳的速率会跨越供应的速率,从而将反映器中的二氧化碳迅速耗尽。一旦发生了这种情形,水分解成氢和氧的反映就会占上风,并会消耗掉投入到该反映中的大部分能量。

在此之前,研究人员曾试图通过修饰催化剂外面,以增添反映外面积,从而优化此类反映,然则未能到达预期效果,由于催化剂外面接触的二氧化碳不能跟上反映速率的增添,因此随着时间的推移,转而生产出氢气。

最终,研究人员通过在催化剂质料四周放置一种特殊质料来吸引气体,进而解决这些问题。这种质料是一种具有特殊纹理的“亲气”超疏水质料,它排挤水,但允许一层滑腻的气体紧贴其外面。它使流入的二氧化碳正好对着催化剂,从而使所需的二氧化碳转化反映最大化。

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实验效果表明,新设计使碳转化反映的速率险些翻了一番。而且这种反映还会连续一段时间,而在之前的实验中,这种反映很快就消逝了。

此外,该系统还能以高速率发生乙烯、丙醇和乙醇(一种潜在的汽车燃料)。与此同时,氢反映被大幅削减了。只管该项新研究能够通过微调系统发生所需的产物组合,但在某些应用中,可能也可以实现优化产氢以作为燃料的预期效果。

通过将二氧化碳集中在催化剂外面,新系统还发生了两种全新的、潜在有用的碳化合物,即丙酮和乙酸,这是以前在任何这样的电化学系统中都没有检测到的。

碳捕捉“刻不容缓”

只管在新冠疫情所导致的航空业阻滞等因素的影响下,去年全球温室气体排放量减少了7%,但有研究以为,这种减排并不具持久性,在当前全球排放趋势无法扭转的情形下,预计到2100年,全球温度仍将上升3.2℃左右。而这个升幅的数值,将会跨越《巴黎协定》设定的“将全球平均气温上升幅度控制在2℃以内”的目的。

更恐怖的是,凭据研究,纵然所有的温室气体排放都住手,要想到达《巴黎协定》设定的气温目的,每年至少需要通过碳捕捉从大气中吸出330亿吨的二氧化碳,大致相当于2018年全球化石燃料行业排放的二氧化碳总量(360亿吨)。

与其他方式相比,碳捕捉手艺正被普遍接受为一种平安且潜在有用的地球工程形式,拜登在他的竞选平台上也表达了对该手艺的支持,并称其 *** 也将接纳措施“加速开发和部署碳捕捉和封存手艺”。

此前,特斯拉(Tesla Inc.)首席执行官、亿万富翁埃隆?马斯克(Elon Musk)更是在推特上“悬赏”1亿美元,来助力寻找最佳碳捕捉手艺。

(责任编辑:王治强 HF013)

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