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“微胶囊”大幅提高温室气体吸收效率

编辑:互联网营销网时间:2019-08-16 08:35:29阅读次数:

  最近,美国哈佛大学和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室科学家开发出一种新材料——微胶囊碳吸收剂(MECS),吸收CO2的效率比目前碳捕获技术中所用的吸收剂提高了一个数量级,能更加安全、廉价、节能地去除发电厂排放的温室气体,是碳捕获和封存技术中的一项重要进步。相关论文在线发表于《自然·通讯》杂志上。

  研究小组利用微流控装配技术生产出这种微胶囊,其外壳是高渗透性硅树脂,里面封装着液体吸收剂。与目前碳捕获和封存技术中所用的碳吸收材料相比,这种微胶囊具有显著的性能优势。

  目前的二氧化碳捕获技术是用苛性胺基溶剂,能从工厂烟囱废气中分离CO2。但先进工艺都很昂贵,还会大大降低输出功率,产生有毒副产品。据每日科学网2月6日(北京时间)报道,新技术用的是丰富且无害的吸收剂:碳酸钠,属于一种厨房级的小苏打。微胶囊吸收剂的CO2吸收率比目前碳捕获技术中所用的吸收剂提高了一个数量级。另一个优势是,胺会随时间分解,而碳酸盐的保质期几乎是无限的。

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  “微胶囊在许多领域都有广泛应用,如医药、食品添加剂、化妆品和农业领域,用于能控制的缓慢释放,但用在控制碳捕获中还是第一次。”论文共同领导作者、哈佛大学工程与应用科学学院仿生工程教授詹妮弗·刘易斯说,“胶囊的形式把固体和液体捕获媒质的优点结合在一起,无论内核还是外壳的化学成分都能各自改良,实现最优化。”目前,他们在继续改进碳捕获流程,以扩大技术规模。

  “MECS提供了一种碳捕获的新途径,环境代价更小。”论文领导作者之一、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室燃料循环创新项目负责人罗杰·安妮丝说,“碳捕获是一项艰巨的工作。我们需要能用于多种CO2排放源的技术,要能确保公共安全和可持续性。”

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  电厂是最大的CO2排放源。据美国环保署资料,在2012年使用煤炭和天然气的发电厂温室气体排放占了美国总排放量的1/3,因此环保署出台了一些规定,要大大减少碳排放,限制新建化石燃料发电厂。新标准要求经营者给发电厂配备碳捕获技术装备。安妮丝说,基于MECS的方法还能按需调整适应不同的行业流程,如钢铁和水泥生产,这两个也是温室气体排放“大户”。

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  “对捕获CO2来说,这种高渗透性的硅树脂小球是一大突破,高效、简单易行、浪费最少、成本低,耐用且安全。”爱丁堡大学碳捕获与存储教授斯图尔特·哈斯丁说,他并未参与本研究,“这种安全胶囊能适应多种用途封存CO2,不断降低成本”。

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