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黑科技:光伏可将二氧化碳“点铁成金”?
来源:http://www.ynjshc.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 更新日期:2019-04-15 10:27

  黑科技:光伏可将二氧化碳“点铁成金”?

  StuartLicht规划了终究循环机。他和搭档在美国华盛顿大学实验室缔造的这个太阳能反响堆,能够借用太阳光把空气中的二氧化碳——化石动力氧化后的副产物——再一次转化成燃料。这中心有几个进程:这一反响进程中需求用到水,水能够分化成氢气和一氧化碳;然后分化物能够与液态烃燃料相混合。能够说,尊龙人生就是博,Licht的设备是全世界到目前为止最有用的转化设备。

  事实上,Licht的办法仅仅全球各个实验室运用太阳能技能进行二氧化碳转化的一个事例。这些技能代表了一个愿望:有一天,能够绕开化石动力,从太阳光、空气和水中生成交通运送所需的燃料,然后在此进程中,摆脱掉人类由于依托化石动力而向空气中排放的二氧化碳。

  现在,这些技能没有对石油职业构成要挟。在Licht的规划中,部分反响堆的温度高达1000℃,这一高温需求特别资料盛放相关构件。其他的研讨人员也在探究各种备选计划,研制能够运用太阳光或是其他由可再生动力驱动的、进行相同化学反响的催化剂,或是能够在室温条件下进行化学反响的催化剂。

  其间的妨碍之一是经济性。当时,油价仍然不高,因而很难有动力选用其他高端的、本钱贵重的挑选计划。可是势不可挡的气候变化及其相关效应现已招引了全世界的研讨人员探究太阳能燃料。这是一个十分抢手的范畴。加州大学伯克利分校化学家OmarYaghi说。正如Licht的反响堆所证明的那样,相关研讨在不断向前推动。咱们还没有抵达那里,可是咱们在向着正确的方向行进。普林斯顿大学化学家、正在研讨低温催化剂的AndrewBocarsly说。

  赋有热心的研讨人员乃至现已看到了一线曙光,让这种技能变得愈加经济实用:比如风电和太阳能等可再生动力的安稳开展。现在,风轮叶片和太阳能电池在一些区域现已能够供给超越运用量的电能。假如这些过剩的能量能够被储存为化学燃料,专家称,或许设备供货商就能够在任何时候、任何地方节省动力,由此带来额定收益。

  技能与经济应战

  虽然存在气候变化的忧虑,可是液态燃料的需求不可能谢幕。石油和其他液态烃的高能量密度和易于运送的特性,使其成为全球交通运送基础设施的首要依托。研讨人员在不断探究低碳气体的运用,如把甲烷和氢气作为运送燃料,使电动汽车大幅添加。可是关于长距离运送卡车和其他重型交通工具以及航空业来说,现在却没有比液体燃料更好的挑选了。支撑太阳能的人称,应该找到一种运用可获取的化合物(如水和二氧化碳)酿制液体燃料,然后大幅下降二氧化碳排量的办法。

  这一方针能够归结为逆向的氧化反响,即从太阳或其他可再生动力中获取能量,然后使其变为化合物。这是个极具应战性的问题,也是一场艰苦的战争。宾夕法尼亚州匹兹堡大学化学家JohnKeith说。能够说,这就像植物需求制造出成长所需的糖分那样,可是植物仅把1%左右的能量转化成化学能。为了驱动工业开展,研讨人员要做的比这难得多。Keith把这种应战比方成人类登月工程。

  其问题在于,二氧化碳是一种十分安稳的、很难发生化学反响的分子。化学家能够通过电或热等方法迫使其发生反响。其间,第一步通常是脱落二氧化碳分子的一个氧原子,构成一氧化碳。然后,一氧化碳能够和氢气混合,构成含有一氧化碳和氢的混合气体,该气体能够被转化成甲醇——一种能够直接运用或转化成有价值的化学物质和燃料的液体酒精。大型化学工厂能够进行这一进程,可是它们并非是从空气中制造混合气体,而是运用很多廉价的天然气组成该气体。因而,化学家的应战是,从比当时动力价格更低价的可再生动力中组成混合气体。

  从实验室到使用

  Licht把他的用太阳能生成一氧化碳和氢气混合物的设备叫作太阳能燃气,并表明自己的方针是运用来自太阳的热和电应战这一妨碍。在发表于《顶级科学》期刊的文章中,他具体介绍了所规划的设备。该设备运用一种叫作浓缩光伏太阳能发电技能的顶级太阳能电池,而电池可把很多太阳能会集到一个半导体板面上,然后把这些输入能量的38%转化成高伏特电能。

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