把空氣中的二氧化碳轉化成汽車燃燒用的“汽油”,這一聽起來有些天方夜譚的想法,并不僅僅是一個夢想。記者日前從同濟大學碳資源循環技術研究所獲悉,一個將二氧化碳資源化的課題研究目前已正式開展,將地球上多余的“溫室廢氣”二氧化碳與水結合,加上一些工業余熱,便能產生甲酸、甲醇、甲烷等等多種可利用的化合物。而這一研究成果若投入大型的工業使用,則有望顯著緩解地球的“能源危機”。
“溫室廢氣”搖身變寶
能源越來越緊缺,二氧化碳越來越多,人類的地球家園正面臨著嚴峻的環境考驗。對于這一論斷,幾乎人人皆知,而在這一問題中,二氧化碳逐漸被絕大多數人默認為“溫室廢氣”、“環境的破壞者”。
然而,在一個密閉的不銹鋼容器中放入水,再將二氧化碳注入其中,最后把溫度加熱至200℃-300℃之后,“奇跡”很快就出現。依照實驗室條件的不同以及添加的催化劑種類不一,大約在數分鐘到2、3個小時時間里,甲酸、甲醇或者甲烷便會產生,經過人工提純,它們便能加工成為各種形態的能源。
“甲酸能應用于燃料電池,甲醇可作為汽車燃料,而甲烷正是天然氣中的主要成分,因此在這個看起來不太可能的實驗中,我們確確實實地將二氧化碳轉化成了可利用的‘能源’。”對于這一轉變,“二氧化碳轉化為可利用的有機物”課題研究負責人,同濟大學碳資源循環技術研究所所長金放鳴教授昨天在接受記者采訪時如此表示。
金教授表示,目前,實驗室將二氧化碳轉化為可利用的有機物基本上已經沒有任何障礙,而且能保證投入的二氧化碳中,70%以上都能得到轉變。至于轉化得到的產物,經過再加工之后,就能成為人們日常生活中所用的能源。
“天方夜譚”曾遭質疑
“二氧化碳+水+一定的溫度=最終產生各種能源”,如果拋開種種專業的實驗細節,金教授提出的這一課題研究,就是這么簡單。
理論上,人們可以通過加熱,分離出水中的氫氣;氫氣再把二氧化碳中的碳原子“搶”走,結合成為碳氫化合物;此后人們對碳氫化合物進行再次改造,就可以制造出類似“汽油”這樣的燃料能源。但是,在現實生活中,二氧化碳和水大量存在,簡單的理論能得到最終的實現嗎?
記者了解到,去年剛從日本東北大學以教育部長江學者身份被特聘回來的金放鳴教授提出“將二氧化碳資源化”這一理念之后,立即得到了有關部門的重視,國家自然科學基金和上海市科委“浦江人才計劃”紛紛表示了興趣,并投入了資金支持。然而,很快也有不少專家傳來了“評估反饋”,不少專家直言不諱:想法是好的,但在大規模應用中,要在僅僅200℃-300℃環境下從“惰性”十足的二氧化碳和水中分離出碳和氫,并讓它們結合在一起,有點不可思議。
不過,對于旁人的質疑,金教授絲毫未受影響。在此后的一些列試驗中,事實證明,盡管水和二氧化碳都十分穩定,但只要在加熱和添加一定催化劑的條件下,完全可以發生反應,并產生人們預期中的種種化合物。
成本低廉易于推廣
既然轉化過程沒有問題,那么將二氧化碳和水轉化為可利用的能源,其轉化成本會不會成為未來該技術大規模推廣的“瓶頸”?
對于記者提出的這一擔憂,金教授認為有些多余。一方面,二氧化碳資源化課題中,能源轉化的原材料如二氧化碳、水都是大自然中幾乎隨手可得的;另一方面,轉化過程中所需的200℃-300℃加熱環境,正是目前許多發電廠、煉鋼廠等企業產生的工業余熱的溫度,可將這些余熱直接拿來利用,因此就成本而言,這一技術相比用生物質能轉化能源等類似技術相比具有明顯優勢。
“尤其關鍵的是,在二氧化碳和水發生反應的過程中,我們添加的催化劑既可以是一種十分廉價的金屬,也可以是那些存在于工業廢水中的有機廢棄物,因此人們可以不用擔心在未來的大規模推廣中,會出現制造成本太高的困擾。”金教授透露,從目前實驗室結果的反饋結果來看,二氧化碳資源化這一課題的規模化應用前景十分看好。
鏈接:二氧化碳造石油并非“一意孤行”
記者了解到,與金教授類似的想法,同樣存在于一些國外的科學家腦海中。日前,西班牙的《國家報》報道稱,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗所的科學家杰弗里·馬丁和威廉·庫比茨提出一項名為“綠色自由”的概念,即去除空氣中的二氧化碳,并把它轉化為汽油。
按照科學家的設想,空氣吹入碳酸鉀溶液后,即可吸收空氣中的二氧化碳。然后再把二氧化碳從溶液中提取出來,經化學反應后使之變為可再生燃料。
對此,金教授表示,碳酸鉀溶液所吸收的二氧化碳,到最后還得加入氫與其發生反應,最終產生可再生燃料。整個思路與她所研究的課題具有類似之處。但是,她認為,與其讓碳酸鉀溶液吸收二氧化碳之后,再把二氧化碳提取出來,還不如直接在碳酸鉀水溶液中進行反應來得直接。
不過,對于不同的科學研究法,金教授同時表達了尊重之意:“向各種新技術的挑戰是科學家的使命,目前還不能斷定哪一種技術絕對好與壞。”
“溫室廢氣”搖身變寶
能源越來越緊缺,二氧化碳越來越多,人類的地球家園正面臨著嚴峻的環境考驗。對于這一論斷,幾乎人人皆知,而在這一問題中,二氧化碳逐漸被絕大多數人默認為“溫室廢氣”、“環境的破壞者”。
然而,在一個密閉的不銹鋼容器中放入水,再將二氧化碳注入其中,最后把溫度加熱至200℃-300℃之后,“奇跡”很快就出現。依照實驗室條件的不同以及添加的催化劑種類不一,大約在數分鐘到2、3個小時時間里,甲酸、甲醇或者甲烷便會產生,經過人工提純,它們便能加工成為各種形態的能源。
“甲酸能應用于燃料電池,甲醇可作為汽車燃料,而甲烷正是天然氣中的主要成分,因此在這個看起來不太可能的實驗中,我們確確實實地將二氧化碳轉化成了可利用的‘能源’。”對于這一轉變,“二氧化碳轉化為可利用的有機物”課題研究負責人,同濟大學碳資源循環技術研究所所長金放鳴教授昨天在接受記者采訪時如此表示。
金教授表示,目前,實驗室將二氧化碳轉化為可利用的有機物基本上已經沒有任何障礙,而且能保證投入的二氧化碳中,70%以上都能得到轉變。至于轉化得到的產物,經過再加工之后,就能成為人們日常生活中所用的能源。
“天方夜譚”曾遭質疑
“二氧化碳+水+一定的溫度=最終產生各種能源”,如果拋開種種專業的實驗細節,金教授提出的這一課題研究,就是這么簡單。
理論上,人們可以通過加熱,分離出水中的氫氣;氫氣再把二氧化碳中的碳原子“搶”走,結合成為碳氫化合物;此后人們對碳氫化合物進行再次改造,就可以制造出類似“汽油”這樣的燃料能源。但是,在現實生活中,二氧化碳和水大量存在,簡單的理論能得到最終的實現嗎?
記者了解到,去年剛從日本東北大學以教育部長江學者身份被特聘回來的金放鳴教授提出“將二氧化碳資源化”這一理念之后,立即得到了有關部門的重視,國家自然科學基金和上海市科委“浦江人才計劃”紛紛表示了興趣,并投入了資金支持。然而,很快也有不少專家傳來了“評估反饋”,不少專家直言不諱:想法是好的,但在大規模應用中,要在僅僅200℃-300℃環境下從“惰性”十足的二氧化碳和水中分離出碳和氫,并讓它們結合在一起,有點不可思議。
不過,對于旁人的質疑,金教授絲毫未受影響。在此后的一些列試驗中,事實證明,盡管水和二氧化碳都十分穩定,但只要在加熱和添加一定催化劑的條件下,完全可以發生反應,并產生人們預期中的種種化合物。
成本低廉易于推廣
既然轉化過程沒有問題,那么將二氧化碳和水轉化為可利用的能源,其轉化成本會不會成為未來該技術大規模推廣的“瓶頸”?
對于記者提出的這一擔憂,金教授認為有些多余。一方面,二氧化碳資源化課題中,能源轉化的原材料如二氧化碳、水都是大自然中幾乎隨手可得的;另一方面,轉化過程中所需的200℃-300℃加熱環境,正是目前許多發電廠、煉鋼廠等企業產生的工業余熱的溫度,可將這些余熱直接拿來利用,因此就成本而言,這一技術相比用生物質能轉化能源等類似技術相比具有明顯優勢。
“尤其關鍵的是,在二氧化碳和水發生反應的過程中,我們添加的催化劑既可以是一種十分廉價的金屬,也可以是那些存在于工業廢水中的有機廢棄物,因此人們可以不用擔心在未來的大規模推廣中,會出現制造成本太高的困擾。”金教授透露,從目前實驗室結果的反饋結果來看,二氧化碳資源化這一課題的規模化應用前景十分看好。
鏈接:二氧化碳造石油并非“一意孤行”
記者了解到,與金教授類似的想法,同樣存在于一些國外的科學家腦海中。日前,西班牙的《國家報》報道稱,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗所的科學家杰弗里·馬丁和威廉·庫比茨提出一項名為“綠色自由”的概念,即去除空氣中的二氧化碳,并把它轉化為汽油。
按照科學家的設想,空氣吹入碳酸鉀溶液后,即可吸收空氣中的二氧化碳。然后再把二氧化碳從溶液中提取出來,經化學反應后使之變為可再生燃料。
對此,金教授表示,碳酸鉀溶液所吸收的二氧化碳,到最后還得加入氫與其發生反應,最終產生可再生燃料。整個思路與她所研究的課題具有類似之處。但是,她認為,與其讓碳酸鉀溶液吸收二氧化碳之后,再把二氧化碳提取出來,還不如直接在碳酸鉀水溶液中進行反應來得直接。
不過,對于不同的科學研究法,金教授同時表達了尊重之意:“向各種新技術的挑戰是科學家的使命,目前還不能斷定哪一種技術絕對好與壞。”