技術(shù)與應(yīng)用
2016全球最熱的20大“碳捕獲”技術(shù)專題（二）
減少碳排放早就成了時(shí)髦的流行語(yǔ)，政府、公司、機(jī)構(gòu)都喜歡對(duì)此高談闊論，而真正要付諸實(shí)際行動(dòng)時(shí)卻往往選擇謹(jǐn)小慎微，種種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題似乎使這項(xiàng)造福人類的偉大事業(yè)總是說(shuō)的比做的多。轉(zhuǎn)換一下思路，也還有另外一條途徑可走，而且更為積極主動(dòng)，這就是“碳捕獲”。7月15日，恰好是總獎(jiǎng)金為2000萬(wàn)美金的NRG COSIA Carbon XPRIZE的報(bào)名截止日期，近期Biofuels Digest也適時(shí)的評(píng)出了2016最熱的20項(xiàng)“碳捕獲”技術(shù)，借此機(jī)會(huì)“翊·化學(xué)”將分五個(gè)專題跟大家去認(rèn)識(shí)一下這二十項(xiàng)技術(shù)到底牛在哪里。
什么是XPRIZE
如果你是一個(gè)技術(shù)控應(yīng)該對(duì)XPRIZE不會(huì)陌生，其中最為大家熟悉XPRIZR項(xiàng)目莫過(guò)于“谷歌登月XPRIZE競(jìng)賽”，其總獎(jiǎng)金額達(dá)到3000萬(wàn)美金，號(hào)稱有史以來(lái)規(guī)模最大的國(guó)際鼓勵(lì)性質(zhì)的大獎(jiǎng)。
以下是XPRIZE的官方介紹：
“XPRIZE的使命就是尋找我們這個(gè)時(shí)代的重大挑戰(zhàn)——這其中包含了多種國(guó)危機(jī)和全球危機(jī)，以及市場(chǎng)失靈和商業(yè)機(jī)會(huì)，更多是在很多人看來(lái)遙不可及甚至是不可能完成的任務(wù)。為此我們?cè)O(shè)計(jì)和舉辦了相應(yīng)的大獎(jiǎng)賽，希望通過(guò)技術(shù)突破來(lái)造福人類。XPRIZE是一種高水準(zhǔn)、高激勵(lì)的競(jìng)賽，它力求突破一切極限，推翻一切不可能，讓世界變得更加美好。它匯聚世間各種奇想，啟迪他人達(dá)成相似的目標(biāo)，以此促進(jìn)創(chuàng)新，加快積極變化的速度”。
20大“碳捕獲”技術(shù)之五：Covestro 制造多元醇的夢(mèng)工廠
這條新的生產(chǎn)線將作為Covestro多元醇“夢(mèng)工廠”的一部分，將第一次把二氧化碳集成為生產(chǎn)多元醇的原材料進(jìn)行商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。多元醇是用于制造泡沫的關(guān)鍵前體。該生產(chǎn)線有5000噸的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。該想法是基于一種創(chuàng)新型多元醇，其含有大約20％的二氧化碳，最初是用在聚氨酯泡沫床墊的制造中。
要真正實(shí)現(xiàn)使用二氧化碳生產(chǎn)塑料顯然一些基礎(chǔ)工作是必不可少的。Covestro與CAT催化中心一起合作進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，該中心是亞琛工業(yè)大學(xué)的一個(gè)研究機(jī)構(gòu)。研究中最大挑戰(zhàn)是尋找引發(fā)二氧化碳的催化劑，因?yàn)槎趸际腔瘜W(xué)上非常惰性的氣體。而合作伙伴最終發(fā)現(xiàn)了匹配的催化劑。
研究開(kāi)發(fā)工作仍在進(jìn)行中：Covestro希望未來(lái)進(jìn)一步增加二氧化碳在產(chǎn)品中所占的比例。同時(shí)，它也旨在增加二氧化碳塑料的數(shù)量。
20大“碳捕獲”技術(shù)之六：Carbon Recycling利用冰島電網(wǎng)的二氧化碳制甲醇
在冰島的斯瓦辛基靠近格林達(dá)維，CRI的喬治奧拉可再生甲醇工廠在2011年底正式啟動(dòng)生產(chǎn)。K-CTran，CRI的首席執(zhí)行官，在工廠開(kāi)幕式上說(shuō)：“建設(shè)喬治·奧拉廠走出了建立碳回收工廠未來(lái)艦隊(duì)的關(guān)鍵一步?！惫S的名字以喬治·奧拉，這位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主和“超越石油和天然氣：甲醇經(jīng)濟(jì)”一書(shū)的聯(lián)合作者命名。
生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何有毒的副產(chǎn)品因?yàn)檫^(guò)程中唯一釋放的化學(xué)品是氧氣，這些氧氣產(chǎn)生于工廠用電解水過(guò)程。接著工廠制得的可再生甲醇會(huì)被賣到冰島國(guó)內(nèi)以國(guó)際市場(chǎng)，跟汽油混合后用以制生物柴油。
20大“碳捕獲”技術(shù)之七Dimensional Energy，康奈爾大學(xué)隊(duì)爭(zhēng)奪Carbon XPRIZE
Dimensional Energy通過(guò)一種新的納米工程催化劑和光催化過(guò)程轉(zhuǎn)換二氧化碳成燃料，比如說(shuō)甲醇。這個(gè)位于紐約伊薩卡的團(tuán)隊(duì)，結(jié)合了來(lái)自兩個(gè)康奈爾大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)，包括一個(gè)由研究人員組成的跨學(xué)科的小組，經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)家組成了NEXUS紐約清潔能源啟動(dòng)加速器。
如NEXUS-NY自己解釋的那樣：
第一個(gè)技術(shù)是一種高密度的光生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器可以優(yōu)化光與CO2的輸送以高效產(chǎn)生藻類。該技術(shù)由康奈爾大學(xué)機(jī)械和航空航天工程西布利學(xué)院的副教授大衛(wèi)埃里克森開(kāi)發(fā)，通過(guò)低成本，塑料，波導(dǎo)可以有效提供陽(yáng)光。這個(gè)過(guò)程和傳統(tǒng)的藻類反應(yīng)相比提高效率，降低對(duì)水和能源的使用。第二個(gè)技術(shù)是個(gè)混合的有機(jī)/無(wú)機(jī)納米流體。由康奈爾大學(xué)化學(xué)和生物分子工程學(xué)副教授Tobais Hanrath發(fā)明，該技術(shù)把二氧化碳的捕獲和光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化的能力結(jié)合在了一起。
杰森薩爾菲解釋道：“現(xiàn)在我們正以一個(gè)組合的方式一起工作，在我們探索大學(xué)科研的獨(dú)立方法之前盡可能多嚴(yán)謹(jǐn)?shù)販y(cè)試。我們現(xiàn)在正在做的一切都可以獨(dú)立地應(yīng)用到上面的技術(shù)中去，我們?cè)噲D將兩項(xiàng)獨(dú)立應(yīng)用的獨(dú)特技術(shù)用一種更有前途方式結(jié)合在一起”。
20大“碳捕獲”技術(shù)之八：Dioxide Materials將電解槽轉(zhuǎn)換二氧化碳成C1模塊
Dioxide Materials公司是一家3年前創(chuàng)辦的位于champaignIL的新公司。該公司正在開(kāi)發(fā)關(guān)于二氧化碳利用和傳感的產(chǎn)品，這個(gè)研發(fā)項(xiàng)目基于一個(gè)正在提交專利的催化劑，這種催化劑能夠讓二氧化碳以高選擇性和高使用效率進(jìn)行轉(zhuǎn)化（超過(guò)97%選擇性，超過(guò)80%整體能源使用效率）。
Dioxide Materials公司目前正在開(kāi)發(fā)廉價(jià)的使采暖，通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)更有效的二氧化碳傳感器，這種傳感器通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫控器并根據(jù)使用率建立通風(fēng)來(lái)減少電力成本。它也在一種開(kāi)發(fā)方法將CO2轉(zhuǎn)化成高附加值的化學(xué)品。
Dioxide Materials的長(zhǎng)期愿景是創(chuàng)建新的化學(xué)品價(jià)值鏈，即利用二氧化碳原料和可再生能源（替代石油和天然氣），以獲得高價(jià)值的燃料和化學(xué)品。
Dioxide Materials的工藝使用一個(gè)電解槽將CO2轉(zhuǎn)化成C1模塊。隨后的化學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)換C1模塊成高附加值的燃料和化學(xué)品。Dioxide Materials申請(qǐng)中專利的催化劑可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化的成本降低3倍。Dioxide Materials也有正在申請(qǐng)的專利針對(duì)把C1模塊轉(zhuǎn)化成高附加值的化學(xué)品，以創(chuàng)造第一個(gè)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的大規(guī)模可再生燃料和化學(xué)品的工藝路線。
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參考文獻(xiàn)
1.Making Renewable Fuel by Carbon Recycling，Carbon Recycling International
2.biofuels Digest
3.http://carbon.xprize.org/
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