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          化学

          低成本的二氧化碳捕集?向潜水装备学习一下

          蔡导 发表于  2019-04-18 19:17

          |·?本文来自“我是科学家”·|

          在潜水时人们常常会使用循?#27867;?#21560;器在水下保持长时间氧气充足的状态。时间久了,呼吸器中也不会灌满二氧化碳,这是因为其中填充了碱石灰,能够瞬间与呼出的二氧化碳反应生成碳酸钙固体,因此呼出的空气就可以重复使用。

          图片来源:Pixabay

          研究人员从这种省时省力处理二氧化碳的方法中受到了启发,开发了一种从工厂和电站烟气中捕获二氧化碳的新方法。这套体系的核心是一种天然有机化合物,叫做胍(guā)。胍能够迅速吸收二氧化碳,反应形成微小的碳酸氢盐晶体。研究人员表示,这种方法比现有的最先进的碳捕集技术耗能更低。

          前不久,橡树岭国家实验室的研?#31354;?#20204;展示了这个实验过程:首先,他们制备了胍的水溶液,当含有二氧化碳的烟气通过该溶液时,胍与二氧化碳迅速反应,生成盐晶体沉淀,所以烟气排出?#26412;?#19981;再是污染环境的废气了。

          图片来源:Pixabay

          光是吸收二氧化碳其实不足为奇,这套方法的过人之处在于无限次循环利用。一旦烟气中的二氧化碳被充分捕集,研?#31354;?#20204;就可以过滤出盐晶体,将其置于?#23454;比?#22120;中加热。?#26412;?#20307;加热到120摄氏度时会放出二氧化碳,并析出胍。此时的二氧化碳因为已?#29615;?#31163;,便于收集,不会因为直接排放而污染环境;同时,析出的胍溶解到水里就可以重复利用。科学家?#28508;?#31034;,按这种方法,适量的胍就可以无限次循环使用,完美解决二氧化碳乱排乱放的问题。

          研究团队计算发现,这个过程比当下使用的液体吸收剂捕集二氧化碳的能耗低24%,这是由于从液体吸附剂需要更多的热能才能从中脱出二氧化碳,而且液体吸附剂会随时间挥发或分解,可循环性不高。与之相对的是,橡树岭国家实验室团队发现在10次吸收循环之后,固体胍吸收剂几乎没有损耗。

          这项成果发表在《化学》(Chem)杂志上。橡树岭国家实验室领导、此项工作的化学家拉杜·卡?#22266;?#23572;西(Radu Custelcean)表示:“为了遏制气候变化,我们每年?#23478;?#25429;获数十亿吨二氧化碳,捕集过程的成本一直是令人头大的问题。但是该项新技术的循环过程耗能极低,显著降低了碳捕集过程的成本。”

          图片来源:Pixabay

          虽然这?#20013;?#25216;术从各方面都能够胜任,但研?#31354;?#20204;仍然觉得有一些问题需要解决:?#28909;?#21560;附剂吸收的速?#24335;下?#32780;且无法一次吸收太多的二氧化碳。卡?#22266;?#23572;西表示,该团队现在“正通过将胍这种吸附剂与传统吸附剂(如?#34987;?#37240;)结合起来,以求解决这个问题。”(编辑:大庆)

          图片来源:Pixabay

          参考文献:

          1. Neil J. Williams et al. CO2 Capture via Crystalline Hydrogen-Bonded Bicarbonate Dimers. Chem, 2019.
          2. 文章来源:http://www.anthropocenemagazine.org/2019/02/carbon-capture-technology-mimics-scuba-gear/(本文由Storythings供稿 )

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          全?#31185;?#35770;(3)
          • 1楼
            2019-04-18 20:22 天降龙虾

            收集的二氧化碳做什么用?????

            [0] 评论
          • 2楼
            2019-04-19 09:51 毛骡 金属材料学博士

            想法不错。MOF也可以做到。那么两者哪个更可靠呢?MOF是物理吸附,吸附更快,而且天生多孔,不存在接触效率问题。

            大家写论文的时候肯定不会写这种内容的。

            [0] 评论
          • 3楼
            2019-04-20 08:57 我爱饭米粒_28234
            引用@天降龙虾 的话:收集的二氧化碳做什么用?????

            进行封装埋入地下(顺便发现石油资源什么的),我小时候在书上看到的,大概是科学家想的暂时缓解一下全球变暖的办法。

            也许可以作为工业原料,化?#36866;?#20040;的吧

            [0] 评论

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          蔡导 清华大学化工系 博士

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