??????? 近幾個月,CO2捕獲技術(shù)可能更向前推進了一步。UCLA的化學家Omar Yanghi領(lǐng)導的研究人員在《科學》雜志刊登了一篇文章,強調(diào)他們發(fā)現(xiàn)了一種新穎的多孔材料,可以吸收自身體積80倍的CO2。這種材料是沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料(ZIF),可以導致CO2捕獲系統(tǒng)的成本大幅降低。
??????? 2.2向綠色汽車提供更多新材料和新產(chǎn)品
??????? 受消費者對環(huán)境關(guān)注和燃料價格升高的驅(qū)動,開發(fā)綠色汽車的競賽正在進行。焦點主要是開發(fā)更便宜的替代能源和減少汽車尾氣中有毒的排放物。汽車設(shè)備制造商對材料的開發(fā)超過了燃料,正在研究運用可再生或可回收的材料制造各種汽車部件和產(chǎn)品。
??????? 2.2.1用生物基材料替代石油基材料
??????? 福特公司在其2008年的Mustang賽車中已經(jīng)在座椅靠背和坐墊的泡沫塑料中使用5%由大豆制成的聚醚多元醇。福特公司計劃用大豆作原料的聚醚多元醇替代40%用石油作原料的聚醚多元醇,福特公司說,這不僅可減少對環(huán)境的影響,而且每年可節(jié)約成本2600萬美元。福特公司的長期目標一直是用一些由植物制得的材料替代由石油制得的材料,最終目標是減少公司生產(chǎn)汽車對環(huán)境的影響。福特等公司還在研究將低成本的大豆渣加入到復合材料中的技術(shù),以降低生產(chǎn)成本,同時減輕汽車質(zhì)量,增加強度。
??????? 2.2.2降低輪胎滾動阻力
??????? 除了生物基纖維外,帝人公司還開發(fā)了可以減少燃料消耗的技術(shù),例如用聚碳酸酯替代發(fā)動機罩和車頂?shù)匿摵筒ＡЭ梢詼p輕汽車的質(zhì)量;該公司還改進了橡膠成分,從而可降低輪胎的滾動阻力。Sulfron是一種以芳酰胺為主的改性橡膠配混物,是帝人公司向輪胎市場提供的最新產(chǎn)品。將Sulfron加入到輪胎配混物中,據(jù)說可以降低滾動阻力15%～20%，從而可降低燃料消費量3%～5%。此外,還可延長壽命15%。輪胎對于解決燃料消耗問題起著關(guān)鍵作用。低
??????? 能耗輪胎也是羅地亞的Zeosil高性能二氧化硅的開發(fā)重點,這種硅膠用作輪胎的補強劑。滾動阻力幾乎對CO2的排放負有30%的責任,是所有汽車和輪胎市場優(yōu)化能耗和汽車燃料消耗的要素。
??????? 2.2.3發(fā)展塑料汽車
??????? 使用節(jié)約燃料的汽車塑料替代用于汽車部件的金屬和玻璃,在世界各地的汽車展會上給人以深刻印象。鋼占現(xiàn)在汽車質(zhì)量的2/3,100kg的塑料平均可以替代300kg的鋼。估計汽車的質(zhì)量對其CO排放的影響大于30%。汽車質(zhì)量只要減輕10%,每千米就可以減少CO2排放量16g以上。
??????? 羅地亞公司正在研究用聚酰胺基塑料Techny做車體、結(jié)構(gòu)件和引擎罩下的部件,以減輕汽車的質(zhì)量,從而減少CO2的排放。對Borealis公司而言,最新一款綠色汽車是燃料消費最低,而且很容易回收利用的汽車。聚丙烯配混物可以用在這款車型,特別是將聚丙烯用在結(jié)構(gòu)貨架(內(nèi)裝和外裝)和美觀的車體板。Borealis近來開發(fā)的產(chǎn)品之一是全循環(huán)的熱塑性聚烯烴配混物Daplen ED230HP。這種配混物可替代傳統(tǒng)上用作車外板、后檔板和引擎罩的聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)的摻混物。
??????? 薩比克公司不僅為汽車部件提供了可以回收利用的塑料,而且用塑料廢片開發(fā)了原材料。薩比克專用的向上游循環(huán)的塑料Valox iQ PBT和Xenoy iQ樹脂(聚碳酸酯和PBT的摻混物)預計2009年就可用于一些汽車部件。薩比克公司說,它們可以用PET廢片生產(chǎn)Valox iQ材料,每噸Valox iQ可以替代850kg的以石油作原料的材料。
??????? 2.3 將二氧化碳轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料的節(jié)能減排技術(shù)
??????? 一些化工公司正在開發(fā)用CO2作為低成本化工原材料的新技術(shù)。巴斯夫公司已經(jīng)用CO2
??????? 排放氣作工業(yè)原料。工業(yè)專家估計,每年大約有1.2e8噸的CO2可以用作化工原料,但作為一種減少排放的途徑,這個數(shù)量可能會明顯增加。
??????? 2.3.1 二氧化碳用于尿素、水楊酸和甲醇等的生產(chǎn)
??????? 巴斯夫收集合成氨廠排放的CO2,用作生產(chǎn)尿素的原料,幾年來已消耗了幾十萬噸的CO2。巴斯夫公司認為,一般而言,鑒于碳在CO2分子中的熱力學狀態(tài),用CO2作原料是非常有限的。任何使用CO2的大規(guī)模工業(yè)工藝都是潛在的耗能工藝。巴斯夫的生產(chǎn)裝置實現(xiàn)了高度的熱整合,效率已經(jīng)很高。巴斯夫在小規(guī)模技術(shù)的開發(fā)上也取得了進展,該公司近來成功地開發(fā)了用CO2替代傳統(tǒng)的碳-氫單體的共聚物。
??????? 2.3.2將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料
??????? 南加州大學已經(jīng)開發(fā)了將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧状己投酌训幕净瘜W過程,這兩種物質(zhì)都是傳統(tǒng)運輸燃料潛在的清潔替代品。位于美國新墨西哥州的Sandia國際實驗室的研究人員正在開發(fā)一種利用CO2的清潔燃料技術(shù)。這項技術(shù)仍處于開發(fā)階段,涉及將CO2轉(zhuǎn)化為CO,后者可用于制造包括氫、甲醇和汽油在內(nèi)的燃料。轉(zhuǎn)化是在存在濃縮太陽熱能的條件下,將CO2通過一種鈷-鐵酸鹽陶瓷材料。這種神奇的太陽能濃縮器在一個獨特的反應器中升溫到1500℃。這種反應器稱作反向旋轉(zhuǎn)環(huán)接受器反應器恢復器,簡稱CR5。反應將CO2分解為CO和氧。CR5內(nèi)的另一室可用來用水生產(chǎn)氫,之后氫和CO可以結(jié)合成烴類燃料。
??????? 2.3.3利用合成生物學開發(fā)碳中性的生物燃料
??????? 能源和化工公司正在開發(fā)被稱為碳中性的生物燃料。殼牌與HR生物石油公司聯(lián)手創(chuàng)建的合資公司Cellane，正在開發(fā)由海藻制生物柴油的工藝,通過喂食工業(yè)裝置排放的CO2氣體，海藻數(shù)量可以增加。Cellane 2007年2月宣布已開始在Kona海岸的工廠建設(shè)一套試驗裝置,檢驗這項技術(shù)。這套裝置將用瓶裝的CO2探索工藝的潛力。海藻生長速度快,一天之內(nèi)可以繁殖數(shù)倍,而且富含植物油,可以在海水池塘中種植,減少了肥料和新鮮水用量。Cellane公司說,海藻系統(tǒng)每公傾土地的產(chǎn)油量比傳統(tǒng)的替代作物(如油菜籽、棕櫚油或甜菜等)多15倍。
??????? 3 結(jié)束語
??????? 減少二氧化碳排放,首先要在源頭加以控制,節(jié)約能耗、倡導低碳生活,采用高新技術(shù)提高能源利用率及轉(zhuǎn)化率,尤其要在燃煤行業(yè)中加強管理;其次,對于已經(jīng)產(chǎn)生的二氧化碳應采用物理、化學等方法進行吸收分離;捕集到的二氧化碳用于工業(yè)生產(chǎn)或注入地質(zhì)體和深海中進行埋存。盡管有上述進展,但迄今CO2的捕獲和應用技術(shù)僅僅消耗了化工和電力生產(chǎn)廠排放的廢CO2的一小部分。然而,一些化工公司和研究機構(gòu)積極的評價也在增加,他們認為新穎的催化劑和生物系統(tǒng)能夠開發(fā)CO2作為豐富的低成本原料的潛力。
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