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企业家将二氧化碳转化为燃料

2022-05-20 来源:茂名机械信息网

企业家将二氧化碳转化为燃料

竞争正在证明二氧化碳可以从空气中获取并再循环到有利可图的碳中性燃料中。但成本和投资障碍仍然存在

距苏黎世约30公里的工业温室,丰满的茄子和多汁的樱桃番茄正在成熟到完美。瑞士种植的地中海作物传统上是能源密集型的,但这些蔬菜几乎不含碳涂料在线coatingol.com。温室利用附近垃圾厂的废弃能源和世界上第一个商业直接空气捕获厂的二氧化碳。

该设施由总部位于苏黎世的初创公司Climeworks设计,将气体泵入温室,以提高植物的光合作用,并提高其产量,希望高达20%。Climeworks表示,它每年将从空气中提取约900吨二氧化碳。

该公司的最终游戏并非丰富的西红柿,而是更雄心勃勃的东西 - 证明二氧化碳可以从大气中回收并变成有用的东西。如果这种安装成功,Climeworks希望将其浓缩二氧化碳出售给生产碳中性碳氢燃料的公司。

如果我们要避免灾难性的气候变化,过去40万年来,二氧化碳浓度达到最高,世界需要从大气中清除温室气体 - 以及减少排放。

当然,大自然一直在回收二氧化碳数百万年。光合作用将阳光,二氧化碳和水转化为糖类,为植物提供燃料,为我们提供食物,木材和复合糖作为燃料。但大多数植物将不到1%的太阳能转化为有用的富含能量的化合物。

科学家和企业家正致力于研究他们希望改善自然的技术,并使二氧化碳回收成为一个有利可图的行业。

世界经济论坛和科学美国人最近将人造叶命名为2017年最重要的新兴技术之一。哈佛大学化学家 Dan Nocera 是致力于开发这种“叶子”的科学家之一,看起来像一个小的,普通电脑芯片。

根据去年在同行评审的学术期刊“ 科学 ”杂志上发表的论文,Nocera的叶子的能量效率约为10%。它有两个过程。第一个是电化学系统,它使用金属催化剂和太阳能电池板的电力将水分解成氢气和氧气。然后将氢气与二氧化碳一起送入土壤和水中常见的细菌中。细菌将气体转化为醇类,如甲醇和乙醇,它们是液体燃料的前体。

这些“太阳能燃料” - 因为它们仅由阳光,水和空气制成 - 可以成为当今化石燃料的碳中性替代品。

Nocera的最终愿景是为发展中国家提供便宜的独立太阳能系统,将水转化为车辆,烹饪或发电的燃料。他最初的目标市场是印度,他希望当地的科学家和企业家能够帮助将该系统商业化,尽管他承认他的技术已经商业化了多年。

与此同时,一些初创公司正试图将Nocera打造成一个实用的系统,将二氧化碳回收到有用的产品中。就像Nocera的叶子一样,所有叶子都设计成可以通过太阳能电池板上的涓流电流运行。

2015年,Sheehan工作人员离开耶鲁大学并成立催化创新公司,使用Nocera等金属催化剂将二氧化碳和水转化为乙醇,这种生物燃料已经在许多国家的汽油中添加,以减少碳足迹。

最近从硅谷斯坦福大学分拆出来的另一家初创公司Opus 12表示,它正在“重建光合作用,但却以翘曲的速度”。该公司表示,其技术可用于任何二氧化碳排放源,以生产合成气。这种氢气和一氧化碳的混合物可以像天然气一样燃烧或用于生产一系列工业化学品。

在上个月在华盛顿召开的美国化学学会年会上,一家名为Dioxide Materials的小公司表示,它已开发出可将二氧化碳分解为氧气和一氧化碳(甲醇的前体)的电解技术,其效率是以前系统的两倍。 。

然而,为了使二氧化碳回收系统有效运行,必须从工厂和发电站等来源捕获和浓缩气体,或者使用像Climeworks这样的系统从空气中提取气体。这并不便宜。

根据气候与能源解决方案中心的研究,在工厂烟囱捕获二氧化碳的成本可能高达每吨80美元。从稀薄的空气中提取仍然更昂贵。Climeworks表示目前提取一吨二氧化碳的成本约为600美元,但预计其第二代工厂的价格将降低一半。

“像Climeworks公司那样从空气中捕获二氧化碳的技术有可能导致我们从太阳能,风能和电池中看到的价格大幅下降,这也是工厂生产的产品,”马特卢卡斯说。碳减排中心,一个致力于减少气候变化的非营利组织。

“但如果我们想要与汽油竞争,”Sheehan说,“成本必须几乎为零。”

目前正在进行的几十个大型项目正在从工业设施中捕获和储存二氧化碳,其中包括印度的一个试点将二氧化碳转化为小苏打。然而,国际能源署表示,到2020年他们无法实现100多个项目的目标。

另一个挑战是政治气候的迅速变化。“传统上,太阳能燃料的人工光合作用一直是由政府资助的,” 太阳能燃料研究所主任迪克公司说道,该研究所是一个致力于将二氧化碳再循环到燃料中的全球科学家团队。“但是去年美国大选加速了,我们看到政府资金迅速转移到比尔盖茨和汤姆斯泰尔这样的慈善家。”不知道这些慈善家是否会致力于资助太阳能燃料,这些年来他们需要多年达到商业现实。

对于像Catalytic Innovations这样的年轻公司来说,这意味着要寻求各种资金来源。Sheehan的初创公司进入了NRG Cosia Carbon XPrize的半决赛,这是一项耗资2000万美元的竞赛,旨在将发电厂的废二氧化碳回收成有价值的燃料或建筑材料。他现在正在寻找资金建造一个更大的原型,希望能够进入最后一轮 - 这将带来50万美元的种子资金。

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