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

由:Patrick j . Kiger

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加州棕榈泉市外的太阳能电池板和风力涡轮机。捕获的二氧化碳可以转化为其他分子,制造燃料,用于储存风力涡轮机和太阳能电池板产生的能量。Connie J. Spinardi/Moment社论/Getty Images

因为全球70%的能源需求是通过燃烧来满足的化石燃料像煤炭和天然气,我们向大气中排放大量的气候警告性二氧化碳也就不足为奇了。根据《世界气候变化报告》,2017年,我们向大气中排放了惊人的358亿吨(325亿吨)二氧化碳国际能源机构

但是,即使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,我们可能仍将使用化石燃料。这就是为什么很多人都在观望碳捕获技术作为减少排放的一种方式。的佩特拉诺瓦发电厂位于休斯顿附近,是目前世界上最大的后燃发动机碳捕获在2017年1月上线后的前9个月里,该设施阻止了超过100万吨(90.7万吨)的碳进入大气。

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使用我们捕获的碳

但这又引出了另一个问题。我们要怎么处理这些二氧化碳呢?把它储存在地下是一种选择。但是在一个文章2018年3月29日,一组加拿大和美国科学家在科学杂志《焦耳》上发表了一篇文章,描述了一个更有趣的解决方案。捕获的二氧化碳可以转化为其他分子,制造燃料,储存风力涡轮机或太阳能电池板产生的能量,以及为制造塑料和其他产品提供原材料。

“把这当作一种人工光合作用,”菲尔德卢娜他是多伦多大学材料科学工程博士研究生,也是这篇文章的作者之一。“植物吸收二氧化碳、阳光和水,制造糖和其他生存所需的东西。我们正在将能源和二氧化碳转化为我们可以使用的东西。”

根据De Luna的说法,将多余的二氧化碳转化为燃料作为存储介质将解决可再生能源的一个间歇性问题,即太阳躲到云层后面或风停止吹时产生的输出下降。而且作为液体,它比储存在笨重的电池中的能量更容易运输。

说到可再生能源,“目前在储存方面存在巨大的缺口,而这种二氧化碳提供了一个解决方案,”De Luna说。

捕获的二氧化碳还可以用来制造乙烯等原料,乙烯是从石油和天然气中提取的化学原料,是塑料的起始原料这篇文章宾夕法尼亚州立大学详情)。这不仅可以储存碳,还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一个解决方案,其中很多都进入了世界海洋。通过燃烧塑料、捕获二氧化碳并利用它来制造新的塑料,可以更有效地回收塑料。“现在,你有了一个可以减少塑料垃圾的闭环,”De Luna解释道。

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直接从大气中提取

De Luna说,即使发电逐渐转向可再生能源,仍有大量的二氧化碳排放需要从其他工业来源捕获,比如钢铁厂和水泥厂。最终,我们可能会看到大规模的二氧化碳工厂直接从大气中提取碳。(Climeworks这家瑞士公司已经在开创这种技术)。

“从长远来看,我们根本不需要从地下开采化石燃料,”De Luna说。“你可以用大气中的二氧化碳制造产品。”

尽管目前的二氧化碳转化技术仍处于相对初级阶段,De Luna和他的同事们希望在未来几十年看到重大突破。他们在文章中指出,二氧化碳的电化学转化最接近商业化。五十年或更久之后,二氧化碳可能会被分子机器或纳米技术转化。

“这仍然是未来的技术,”另一位合著者、多伦多大学的博士后研究员Oleksandr Bushuyev在一篇文章中指出新闻稿.“但这在理论上是可行的,我们对它的规模和实施感到兴奋。如果我们继续在这方面努力,我们迟早会有二氧化碳排放、捕获和转化的发电厂。”

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