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2017年8月份二氧化碳行业热点

分类:
行业动态
作者:
2017/09/01 10:49
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热1新型光催化剂助二氧化碳高效转化为清洁燃料

一个国际研究小组最近开发出一种新型光催化材料,可以把二氧化碳还原为一氧化碳,而不产生其他杂质副产品。这项技术将来可用于把二氧化碳高效转化为清洁燃料。

美国劳伦斯伯克利国家实验室的牛凯阳等人和国际同行在新一期美国《科学进展》杂志上报告说,他们合成了一种镍与有机分子构成的海绵状催化剂,能吸附空气中的二氧化碳。

研究人员将这种高活性催化材料置于实验室的光催化体系中,通过可见光的照射激发出材料中的电子,将二氧化碳还原为一氧化碳。实验显示,在常温下进行1小时的反应,1克催化剂能够产生400毫升一氧化碳,并且是高纯度一氧化碳,而不会像其他一些方法那样还产生氢气、甲烷等其他气体。

牛凯阳说,将二氧化碳转化为一氧化碳并非新鲜事,但能够把二氧化碳转化为几乎百分之百的一氧化碳,这是前所未有的技术进步。将二氧化碳还原所得的高纯度一氧化碳可被进一步转化成乙醇、乙酸等清洁燃料。

研究人员表示,这项研究还处于基础研究阶段。他们希望未来工业生产中能应用这种新型光催化材料,利用太阳能触发催化剂,把二氧化碳高效转化为清洁能源。

热2南京大学等研发出电池固碳新策略

锂—空气电池研究人员发现了一种捕获和储存空气中二氧化碳的新方法。中日研究人员使用一种之前为锂—二氧化碳电池设计的思路,开发出一种隔绝气态二氧化碳中固体碳尘的方法,并且也能析出氧气。该成果于89日发表在细胞出版集团新期刊《焦耳》上。

基于二氧化碳对温室效应和全球变暖的影响,将其转化为其他含碳化合物是可行的选择之一。“但问题是大多数二氧化碳固定的物理和化学通路的产品是气体和液体,需要进一步液化或压缩,这不可避免地产生了额外的能源消耗和更多的二氧化碳排放。”该研究负责人、南京大学教授周豪慎说,“而我们的电化学策略能产生固体碳,而且锂—二氧化碳电池能为该过程提供所需的能量。”

当研究人员试着向一个锂—二氧化碳电池原型再充电时,发现了该碳固定策略。起初研究人员发现,产生固体碳和碳固定削弱了电池性能。不过,在加入微量金属钌作为催化剂后,能避免大量积碳,并能诱导出较好的可逆性,从而将该碳固定装置转换成一个功能良好的锂—二氧化碳电池。此外,这种固定技术还可以被用来擦洗其他有害或污染气体,例如一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等。

令人印象深刻的是该研究能将1/3的二氧化碳转变为碳,且理论能效超过70%。这是一个之前未曾预见但很有前途的固碳方法。”该期刊科学编辑Rahul Malik说。

热3全球首套万方级甲烷二氧化碳重整装置投运

二氧化碳与甲烷是典型的温室气体,又是重要的含碳资源,科学界一直在探索如何将二氧化碳回收并转化。近日,全球首套万方级甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置在山西潞安集团煤制油基地实现稳定运行,成功实现上述目标。

中国科学院发布消息称,甲烷二氧化碳重整制合成气技术源于中国科学院上海高等研究院、山西潞安矿业(集团)有限责任公司和荷兰壳牌石油工业公司联合启动的甲烷二氧化碳重整项目。

将甲烷和二氧化碳作为碳源,可以在一定条件下转化为合成气(COH2),即称之为甲烷二氧化碳重整或者干重整。相比较传统的甲烷蒸汽重整,甲烷二氧化碳重整几乎不消耗水,而是大量利用二氧化碳,降低能耗的同时并缓解温室气体减排压力,因此受到世界的广泛关注。然而,该反应过程特别容易积碳,抗积碳催化剂和专用反应器被公认为是其技术实现工业化的核心难题。因此,国内外相关研发尚未达到工业侧线或示范的规模。

据了解,上海高研院低碳转化科学与工程重点实验室成功解决了纳米金属的稳定性问题,尤其是催化剂铸造与内结构的匹配。在此基础上,该技术可以拓展至水蒸气重整和多重整应用,实现合成气H2/CO比例的灵活调变。因此,该技术适用于常规或非常规天然气的转化利用,也适用于煤化工和冶金行业驰放气的利用。

在前期试运行和系统优化的基础上,621日甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置启动全系统运行并于710日实现满负荷生产,82日完成了中国石油和化学工业联合会组织的现场标定。专家们一致认为,该研究实现了二氧化碳的高效资源化利用以及合成气比例的灵活可调,建议尽快开展工业化应用推广。

截止目前,该装置已稳定运行1000小时以上,日产低H2/CO摩尔比产品气高达20多万Nm3,日转化利用CO2高达60吨。

热4经过冷冻干燥处理的泡沫能从空气中捕获二氧化碳

莱斯大学的研究人员近日开发了一种可用于从大气中捕获二氧化碳的新材料。这种材料由六方氮化硼(h-BN)和聚乙烯醇(PVA)制成,泡沫捕获二氧化碳后可以根据需要释放气体,并允许海绵状物质再次使用。为了制作材料,该团队将二维六方氮化硼片进行冷冻干燥处理,使其膨胀成3D泡沫。

在这种状态下,六方氮化硼仍然相当脆弱并极易溶解在液体中,所以研究人员加入了聚乙烯醇。它们将胶状物质与六方氮化硼薄片混合,当溶液冷冻干燥时,六方氮化硼片形成由PVA保持在一起的“格子图案”

研究人员表示,由于可重复使用,冷冻干燥制造过程也非常简单,因此可以扩大生产。如果团队可以开发一种控制孔洞大小的方法,这种材料将有望在空气过滤器中使用。

该研究成果发表在《ACS Nano》杂志上。

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