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麻省理工学院开发的技术将排放物转化为燃料

<p>吴小宇用他的团队用于研究的反应堆描绘了麻省理工学院的科学家已开发出一种新系统,可用于将电厂二氧化碳排放转化为汽车,卡车和飞机的有用燃料,以及化学原料对于各种各样的产品这种方法不仅可以减少温室气体排放;它还可以产生另一个潜在的收入来源,以帮助支付其成本新的基于膜的系统是由麻省理工学院博士后肖晓宇和机械工程的Ronald C Crane教授Ahmed Ghoniem开发的,并在期刊的论文中有所描述</p><p> ChemSusChem由镧,钙和氧化铁的化合物制成的膜,允许来自二氧化碳流的氧气迁移到另一侧,留下一氧化碳,其他化合物,称为混合离子电子导体,也在在他们的实验室中考虑用于多种应用,包括氧气和氢气生产在此过程中产生的一氧化碳可单独用作燃料或与氢气和/或水结合使用以制造许多其他液态烃燃料以及包括甲醇在内的化学品(用作汽车燃料),合成气等Ghoniem的实验室正在探索其中的一些选择这个过程可能成为技术套件的一部分被称为碳捕获,利用和储存,或CCUS,如果应用于电力生产可以减少化石燃料使用对全球变暖的影响这种具有钙钛矿结构的膜“100%选择氧气”,吴解释说,只允许那些原子通过,分离是由高达990摄氏度的温度驱动的,并且使该过程工作的关键是保持与二氧化碳分离的氧气流过膜直到它到达另一侧这可以通过在膜的与二氧化碳流相对的一侧产生真空来完成,但这需要大量的能量来维持代替真空,研究人员使用氢气或甲烷等燃料流</p><p>这些材料是如此容易被氧化,以至于它们实际上将氧原子吸引通过膜而不需要压力差</p><p>膜也可以防止氧气迁移回来并与之重新结合一氧化碳,重新形成二氧化碳最终,根据应用,可以使用一些真空和一些燃料的组合来减少驱动过程和生产有用产品所需的能量</p><p>保持所需的能量输入吴说,这个过程是热能,可以通过太阳能或废热提供,其中一些可能来自发电厂本身,另一些来自其他来源</p><p>实质上,这个过程可以将热量储存在化学品中</p><p>形式,随时随地使用化学能储存具有非常高的能量密度 - 与给定重量的材料相比储存的能量 - 与许多其他储存形式相比在这一点上,吴说,他和Ghoniem已经证明了这一过程正在进行的研究正在研究如何增加膜上的氧气流速,可能是通过改变用于构建膜的材料,改变表面的几何形状或添加ca表面上的talyst材料研究人员还致力于将膜集成到工作反应堆中,并将反应器与燃料生产系统连接起来</p><p>他们正在研究如何扩大这种方法的规模以及如何将其与其他捕获和转化二氧化碳排放的方法进行比较,就成本和对整个电厂运营的影响而言,在Ghoniem集团和其他人之前已经开展过工作的天然气发电厂中,吴说,进入的天然气可以分成两股,一股可以燃烧发电在产生纯二氧化碳流的同时,另一股流将进入新膜系统的燃料侧,提供氧反应燃料源该流将产生来自工厂的第二输出,氢气和一氧化碳的混合物称为合成气,是一种广泛使用的工业燃料和原料合成气也可以添加到现有的天然气分配中因此,该方法不仅可以减少温室气体排放;它还可以产生另一个潜在的收入来源,以帮助支付其成本 吴说,这个过程可以处理任何水平的二氧化碳浓度 - 他们已经测试了它从2%到99% - 但浓度越高,过程越有效,因此它非常适合来自常规化石燃料燃烧发电厂的集中输出流或用于碳​​捕集的那些产品,如氧燃烧设备“使用二氧化碳生产一氧化碳以将可持续热能转化为化学能非常重要,”雪峰说</p><p>中国科学院化学物理学教授朱在中国大连没有参与这项工作“使用透氧膜可以显着降低反应温度,从1,500摄氏度到低于1000摄氏度,表明与传统的二氧化碳分解工艺相比,节能效果显着,“他说”我认为他们的工作对可持续能源和膜工艺领域至关重要“研究由壳牌石油公司和阿卜杜拉国王科技大学出版资助:吴晓宇和Ahmed F Ghoniem,“H2辅助CO2热化学还原La09Ca01FeO3-δ膜:动力学研究”,ChemSusChem,2017; DOI:101002 / cssc201701372资料来源:

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