美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（UIC）研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，可將工業(yè)廢氣中捕獲的二氧化碳100%轉(zhuǎn)化為乙烯。
美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（UIC）研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，可將工業(yè)廢氣中捕獲的二氧化碳100%轉(zhuǎn)化為乙烯。乙烯是塑料產(chǎn)品的關(guān)鍵成分，當(dāng)使用可再生能源運(yùn)行時(shí)，該技術(shù)可使塑料生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)凈負(fù)排放。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《細(xì)胞報(bào)告·物理科學(xué)》上。
十多年來(lái)，雖然研究人員一直在探索將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的可能性，但UIC團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了將二氧化碳完全轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔铩Ｋ麄兊南到y(tǒng)通過(guò)電解將捕獲的二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化為高純度乙烯，副產(chǎn)品為其他碳基燃料和氧氣。
該工藝可將6噸的二氧化碳轉(zhuǎn)化為1噸乙烯，回收幾乎所有捕獲的二氧化碳。由于該系統(tǒng)依靠電力運(yùn)行，因此使用可再生能源可使該過(guò)程產(chǎn)生負(fù)碳。新方法通過(guò)實(shí)際減少工業(yè)二氧化碳總排放量，超越了其他碳捕獲和轉(zhuǎn)化技術(shù)的凈零碳目標(biāo)。
先前將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的嘗試，依賴于在二氧化碳排放流中產(chǎn)生乙烯的反應(yīng)器，通常只有10%的二氧化碳排放會(huì)轉(zhuǎn)化為乙烯，乙烯隨后必須在通常涉及化石燃料的能源密集型過(guò)程中與二氧化碳分離。
而在新方法中，電流通過(guò)一個(gè)“電池”，其中一半充滿捕獲的二氧化碳，另一半充滿水基溶液。帶電催化劑將水分子中的帶電氫原子吸引到由膜隔開(kāi)的單元的另一半，在那里它們與二氧化碳分子中的帶電碳原子結(jié)合形成乙烯。
在全球化學(xué)品制造過(guò)程中，乙烯的碳排放量?jī)H次于氨和水泥，位居第三。乙烯不僅用于制造塑料產(chǎn)品，還用于生產(chǎn)防凍劑、醫(yī)用消毒劑等化學(xué)品。
乙烯通常利用蒸汽裂解過(guò)程制造，該過(guò)程需要大量的熱量。裂解生產(chǎn)每噸乙烯產(chǎn)生約1.5噸的碳排放。平均而言，制造商每年產(chǎn)生約1.6億噸乙烯，這導(dǎo)致全球二氧化碳排放量超過(guò)2.6億噸。
除了乙烯之外，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)他們的電解方法生產(chǎn)出其他工業(yè)用富碳產(chǎn)品同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了非常高的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率，將來(lái)自太陽(yáng)能電池板10%的能量直接轉(zhuǎn)換為碳產(chǎn)品輸出，這遠(yuǎn)高于目前最先進(jìn)的2%標(biāo)準(zhǔn)。就新方法生產(chǎn)的所有乙烯而言，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率約為4%，與光合作用的效率大致相同。
來(lái)源：烯烴及高端下游
