首页 > 科技探索 > 正文
分享到:

将水分解成燃料,同时从空气中除去二氧化碳

时间:2018-06-29 09:28:08 来源:TECH科技资讯网 评论:0 点击:0
  我们等待对气候变化采取严肃行动的时间越长,就越有必要去除我们已经投入空气中的一些二氧化碳。事实上,在最近的政府间气候变化专门委员会的报告中,气候变暖被限制在2°C,严重依赖于二氧化碳的去除。
 
  考虑到目前缺乏市场激励和支持政策,采用必要的技术似乎仍然遥遥无期。最有可能扩大规模的技术包括种植生物燃料作物,并在捕捉二氧化碳的发电厂中燃烧它们,以便将其注入地下储藏库。像任何计划一样,这有缺点,比如它可以与粮食作物竞争农田。
 
  由加利福尼亚大学的Greg Rau领导的一项新研究突出了另一个我们的二氧化碳去除工具箱:将海水分解成氢气作为燃料,同时用海洋化学捕获CO2。
 
海水化学
 
  在电解中,用电驱动的装置用来分解H2O,产生氢气。已经提出了几个对这个过程的化学修饰,也可以从大气中获取CO2。就像使用生物燃料的想法一样,这是一种“双赢”,通过生产能源,同时捕获二氧化碳,降低成本。
 
  例如,一种方法使用特殊的膜过滤器来分离电解过程中产生的氢和氢氧化物离子。把氢氧化物加到水里,它可以吸收空气中的二氧化碳,转化成碳酸氢盐。如果氢离子没有被分离,它们会推动化学平衡远离碳酸氢盐,并溶解溶解CO2。但是,当添加碳酸化碳酸钙时,它可以与溶解的(大气)CO2反应生成一束快乐、稳定的碳酸氢盐。结合这些反应,人们可以调节氢的生成和碳酸盐的形成。
 
  这可能比你想听到的化学反应更强烈,但要点是大气中的二氧化碳以碳酸氢盐的形式进入海洋,不会使水酸化或伤害生态系统。因此,如果你用可再生能源为电解过程供电,你可以将太阳能/风能/水力发电转化为氢燃料,同时也可以从空气中除去二氧化碳。
 
  新的研究集中于对这种技术的成本和最大潜力的基本估计。首先,研究人员研究了二氧化碳捕获量约为每千兆电力输入捕获0.3吨的效率,包括采石和破碎岩石的损失。这大约是生物燃料计划的10倍,但这取决于你对所有氢燃料的需求。氢可以被车辆使用,并且有可能使用氢气作为电网的一种存储方式,利用过剩的功率制造氢气,当需要时可以运行电厂。因此,需求可能不会太高,以满足供应。
 
相对便宜和可扩展
 
  据研究人员估计,该系统的成本在每吨捕获二氧化碳的3到161美元之间,这取决于哪种可再生能源为其提供能源。这等于或低于生物燃料的估计,这被认为是最实用的方法。
 
  研究人员利用现有的潜在可再生能源生产上限的估计来了解这个系统可能从大气中排放多少二氧化碳。如果世界上所有潜在的水电、风能、地热和生物质发电都用于这个过程(而不是这样的话),那么你每年可以捕获的二氧化碳量是我们目前排放量的两倍。对于一个稍微有意义的比较,这大约是使用生物燃料捕获的最大潜力的八倍。从本质上说,如果你发疯的话,会有大量的二氧化碳。
 
  显然,这个方案有其缺点。岩石开采有其自身的局部化环境影响,就像将多余的碳酸氢盐泵入海洋一样。但研究认为,这个想法值得研究得更为密切。我们去除大气二氧化碳的选择越多,越有可能在严重刺激最终到来时抓住。