二氧化碳变燃料美科学家计划循环使用二氧化碳
二氧化碳和水是汽油燃烧后的主要产物。使用太阳能能不能将燃烧过程逆转?这听起来好像是天方夜谭,不过,
美国科学家正在将它变为现实。
建造“液体太阳燃料”工厂
美国核安全管理局所属桑迪亚国家实验室科学家正在建造一个模型,尝试用聚焦的太阳能将二氧化碳变成一氧
化碳,从而实现为二氧化碳进行化学方式的“充电”。一氧化碳可以用来制造氢气,也可作为合成甲醇、汽油、柴油、
喷气发动机燃料等液体燃料的基础原料。研究人员将通过这种方式得到的液体燃料称为“液体太阳燃料”。
正在建造的模型装置由反转环接受器、反应器和同流换热器(CR5)组成,通过两个截然不同的步骤,它可以使
二氧化碳的一个C-O键断裂,生成一氧化碳和氧气。这是利用太阳光把二氧化碳转变为燃料的整个探索计划中最重
要的一部分。
循环利用二氧化碳
科学家早就知道,循环利用二氧化碳从理论上讲是可以的,但大多认为要做到技术上和经济上实用可行是不太
可能的。桑迪亚实验室的研究团队已经设计出相应的模型,并通过一个巧妙可行的两步过程成功地将二氧化碳分解。
这项发明将使化石燃料最少可以被使用两次,这意味着排放到大气中的二氧化碳将减少,从地下开采石油的速
度也会减缓。比如,煤炭在清洁的火力发电厂燃烧后,释放出的二氧化碳将被捕获,然后在CR5中被还原成一氧化
碳。作为初始原料,一氧化碳可以用来制造汽油、喷气燃料、甲醇及其他类型的液体燃料。美国国防部高级研究计
划局对此项技术也极为关注,已表示愿意掏钱资助。
从空气中“开采燃油”
液体燃料的应用前景意义重大,因为它完全适合现有的汽油和石油基础设施。由一氧化碳制得的合成燃料可以
通过输油管道或运输卡车输送到加油站,就像现在从石油炼制出的汽油一样。另外,装有普通的汽油或柴油发动机
的车辆使用液体燃料也可以正常工作。
该发明的合作者吉姆·米勒说,他们计划的第一步是先从发电厂、烟囱和酿酒厂等比较集中的源头捕获二氧化
碳,但该发明的最终目标是从空气中把二氧化碳提取出来。将来一个包含从大气中捕获二氧化碳装置的系统最终会
产生碳中性的液体燃料。这项研究的总体目标是利用这个模型来证明CR5概念的可行性,同时测定如何把小规模试
验获得的结果扩展到实际装置。模型将在明年早些时候完成。研究组计划首先进行将水分解成氢气和氧气的试验,
然后再试验将二氧化碳分解成一氧化碳和氧气。
桑迪亚实验室的研究团队已经证明,上述化学过程可以重复进行,经过多次循环也不会造成性能损失,而且循
环时间也足够短。下一步要做的就是,让所有的事情在一个连续工作的装置中完成。(李学华)
