捕获的二氧化碳可以储存太阳能电池板和风力涡轮机的能量。


棕榈泉外的太阳能电池板和风力涡轮机,加州。捕获的二氧化碳可以转化成其他分子,用来制造储存风力涡轮机和太阳能电池板产生的能量的燃料。 康妮J。Spinardi /编辑/盖蒂图片社

因为全球70%的能源需求是通过燃烧来满足的化石燃料比如煤和天然气,毫不奇怪,我们正在向大气中排放大量的气候预警二氧化碳——2017年将达到惊人的358亿吨(325亿公吨),根据国际能源机构.

但即使是像风能和太阳能这样的清洁能源在全球范围内迅速增长,在可预见的未来,我们可能还会继续使用化石燃料。这就是为什么许多人都在关注碳捕获技术对于发电厂来说,这是一种减少排放的方法。的佩特拉诺瓦发电厂休斯顿附近,目前是世界上最大的燃烧后碳捕获设施,自该项目于2017年1月上线以来,在头九个月里,它阻止了超过100万吨(90.7万吨)的碳进入大气。

利用我们捕获的碳

但这又引出了另一个问题。我们怎么处理这些二氧化碳?将其储存在地下是一种选择。但是在一个文章3月29日出版,2018年发表在《科学杂志》期刊Joule上,加拿大和美国的一个集团。科学家们描述了一个更有趣的解决方案。捕获的二氧化碳可以转化成其他分子来产生燃料,以储存风力涡轮机或太阳能电池板产生的能量,以及供应塑料等产品的原材料。

“把它看作是一种人工光合作用,”菲尔德卢娜,多伦多大学材料科学工程博士生,本文作者之一,yabo解释说。“植物吸收二氧化碳、阳光和水,制造糖和其他它们赖以生存的物质。我们把能源和二氧化碳转化成我们可以使用的东西。

根据De Luna,将过量的二氧化碳转化为燃料作为储存介质可以解决可再生能源的一个间歇性问题——即,当太阳躲在云层后面或风停止吹时,输出下降。作为液体,运输也比储存在重物中的能量更容易,笨重的电池。

说到可再生能源,“现在存储空间很大,而这些二氧化碳提供了一个解决方案。

捕获的二氧化碳也可以用来制造乙烯等原料,从石油和天然气中提取的化学原料,是塑料的起点(如这个底漆宾夕法尼亚州立大学详细报道。这样不仅可以储存碳,但也有助于减少对石油和天然气的需求。这一过程甚至可以为日益严重的塑料污染环境问题提供解决方案,其中大部分进入了世界海洋。通过燃烧塑料可以更有效地回收利用,捕获二氧化碳并用它来制造新的塑料。“现在,你已经有了一个可以减少塑料垃圾的闭环,”De Luna解释说。

直接从大气中提取

即使发电逐渐转向可再生能源,还有大量的二氧化碳排放物需要从其他工业来源收集,例如钢铁厂和水泥厂,德鲁纳说。最终,我们可能会看到大型的二氧化碳工厂直接从大气中提取碳。(Climeworks,一个瑞士公司,已经是这种技术的先驱)。

“在宏伟的愿景中,我们根本不需要从地下提取化石燃料。“你可以用从大气中提取的二氧化碳来制造产品。”

尽管目前的二氧化碳转化技术还处于起步阶段,De Luna和他的同事们希望在未来几十年看到重大突破。二氧化碳的电化学转化最接近商品化。他们在文章中指出。五十年或更久之后,二氧化碳可以通过分子机器或纳米技术转化。

“这仍然是未来的技术,”Oleksandr Bushuyev,另一位合著者和多伦多大学的博士后研究员,指出在一个新闻稿.但这在理论上是可行的,我们对它的规模和实现感到兴奋。如果我们继续努力,我们有能排放二氧化碳的发电厂只是时间问题,被俘,并且转换了。”


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