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效率高達99%！低濃度二氧化碳快速集獲器面世
2022年06月01日 09:25:58
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：5109
該項實驗結(jié)果是迄今為止處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統(tǒng)，新系統(tǒng)擁有前所未有的性能和穩(wěn)定性，對大規(guī)模部署碳捕集系統(tǒng)具有重大影響。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】碳捕集與封存是指將大型發(fā)電廠所產(chǎn)生的二氧化碳收集起來，并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的一種技術。碳捕集主要由煙氣預處理系統(tǒng)、吸收、再生系統(tǒng)、壓縮干燥系統(tǒng)、制冷液化系統(tǒng)等組成。
碳捕集的原理就是對電廠鍋爐排煙進行脫硝、除塵、脫硫等預處理，脫除煙氣中對后續(xù)工藝有害的物質(zhì)，然后在吸收塔內(nèi)復合溶液與煙氣中的二氧化碳發(fā)生反應，將二氧化碳與煙氣分離；其后在一定條件下于再生塔內(nèi)將其生成物分解，從而釋放出二氧化碳，二氧化碳再經(jīng)過壓縮、凈化處理、液化，得到高純度的液體二氧化碳產(chǎn)品。
二氧化碳捕集和封存是能夠減少化石能源消耗大戶二氧化碳排放的關鍵技術，同時也是大規(guī)模減少碳排放、減緩全球變暖最有前景的方法之一。盡管各種碳捕集技術紛至沓來，但這些系統(tǒng)的大規(guī)模部署仍面臨不少障礙。最大的挑戰(zhàn)在于這些碳捕集技術，特別是直接空氣捕獲(DAC)系統(tǒng)的效率還比較低下。現(xiàn)有DAC系統(tǒng)都涉及讓空氣在液體內(nèi)流動，液體與二氧化碳發(fā)生化學反應。但隨著反應的進行，越來越多反應產(chǎn)物積聚在液體中，反應變得越來越慢。
日本東京都會大學教授山添誠司領導的團隊一直在研究被稱為“液—固相分離系統(tǒng)”的DAC技術，該項系統(tǒng)提供了一種更好的溶液，其中反應產(chǎn)物不溶于其中，會以固體形式析出。液體中由于沒有產(chǎn)物的積聚，反應速度也不會太慢。
研究團隊還對液態(tài)胺化合物的結(jié)構(gòu)進行了修改，以優(yōu)化反應速度和效率，使其能夠處理二氧化碳濃度范圍介于400ppm(百萬分之一)和30%之間的空氣。他們發(fā)現(xiàn)，異佛爾酮二胺溶液可將空氣中99%的二氧化碳轉(zhuǎn)化為固體氨基甲酸沉淀物，且散落在溶液中的固體只需加熱到60攝氏度即可將捕獲的二氧化碳完全釋放出來，使原始液體能被回收。結(jié)果表明，系統(tǒng)去除空氣中二氧化碳的速度至少是目前領先的DAC實驗室系統(tǒng)的兩倍。
該項實驗結(jié)果是迄今為止處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統(tǒng)，新系統(tǒng)擁有前所未有的性能和穩(wěn)定性，對大規(guī)模部署碳捕集系統(tǒng)具有重大影響。該項技術有望開啟直接空氣捕集新時代。研究成果近日發(fā)表在美國化學學會旗下環(huán)境類期刊《ACS Environmental Au》上。
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