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科学家研究循环利用CO2

研究者试图利用可再生能源将CO2转变为燃料,而燃料被燃烧后,排放的CO2可再次被捕获,形成一个碳循环。(Creative Commons)

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【大纪元2018年04月16日讯】(大纪元记者晨曦编译报导)和许多研究者一样,多伦多大学材料科学博士研究生卢纳(Phil De Luna)也在从大自然中获取灵感,比如植物如何利用光合作用从二氧化碳、水和阳光中制造“食物”。他设想有朝一日,人们用水和可再生能源就能把二氧化碳转变为有用的东西,如燃料、药或家畜饲料。当其他科学家热衷于讨论如何利用碳捕获与封存这种方式应对气候变化时,卢纳更多考虑的则是碳捕获与转换。

碳捕获是指从烧煤的发电厂之类的地方捕获CO2排放,然后将其储存于地下,以防止CO2进入大气、令地球升温。而卢纳和同事们开发的技术如若成功,可能就不必要对CO2进行储存了。发表在《焦耳》(Joule)期刊上的一篇文章描述了他们的研究。

“世界需要更多方式来应对气候变化。如果我们能开发一种技术,使用CO2而不是化石燃料来满足我们的化学和燃料制造需求,那么我们就能在一个完全闭合的环路中对碳进行回收利用,”卢纳表示。

人类在燃烧煤、石油和天然气的同时也改变着气候,增加了大气二氧化碳的含量。但是,从捕获的碳中制造的燃料,在燃烧时就不会向大气排放额外的CO2。一旦相关技术得到推广,“我们就能够使用可再生能源来持续满足世界上的能源需求,同时也为我们日常需要的消费品和原料提供一种来源,” 卢纳补充道。“这种技术有潜力提供彻底的可持续性。”

“利用可再生能源将CO2转变为燃料……而燃料被燃烧后,排放的CO2可再次被捕获,形成一个碳循环,” 卢纳说。

尽管目前还处于起步阶段,但科学家们相信,这种转换技术将在未来数十年中获得长足进展。比如在5至10年内,电催化技术可降低将二氧化碳转变为燃料和其它产品的成本。在未来50年或更长的时间里,纳米技术将驱动这种转换。因此,排放、捕获并转换CO2的发电厂的出现只是个时间问题。

不过,研究者们也承认有困难需要克服,其中主要是用以驱动化学反应的电力的成本。但他们相信,随着可再生能源的普及,该成本亦会被降低。

卢纳还表示,这种技术的核心是用以转换CO2的材料:催化剂,要使催化剂更有效、稳定,并降低成本,还需要进行长期的研究探索。

“鼓励人们使用可再生清洁能源的唯一办法,就是使能源的供给保持稳定,不会出现间歇性问题,而这种技术为此提供了一条途径,” 卢纳说。“我们绝大部分的碳氢化合物经济,比如生产类似塑料和建筑材料的东西,也来自于化石燃料。如果我们能够用捕获的CO2替代化石燃料,那么我们就能够解决间歇性问题和能源储存问题,从大气中捕获CO2,利用排放的废物生产塑料及其它材料。”

该设想是一种新的尝试,在经济上是否可行、是否值得投入时间进行大量研究,都还有待证实。不过,针对人类在未来的几十年中该如何利用二氧化碳,这些研究者为人们描绘了一副美丽的蓝图。◇

责任编辑:朱涵儒

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2018-04-17 3:22 PM
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