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Science关注:碳捕捉技术迈向实用化,未来市场可期!
Energist
能源学人
2021-12-23
“碳中和”驱动的能源经济时代对碳能源使用和CO
2
释放提出了更加严苛的要求。在2035年实现碳零排放是一个宏大的目标,然而按照现在的能源格局发展,2050年也无法实现这一目标。发展高效的碳能源利用网络是解决这一问题的可行途径。在网络的前端是CO
2
的回收再利用,这一步通常面临的是从低浓度混合气体中纯化富集得到高纯度CO
2
源。但昂贵的价格使得碳捕捉步骤占据了的大量费用,开发新的CO
2
捕获的方式将为解决这一问题带来实质性贡献。
【研究内容】
图1. 有机溶剂回收CO
2
的级联装置,通过分级低温加热含有CO2的有机溶剂,实现CO2的回收。
Robert F. Service在Science上撰写了题为“Carbon capture marches toward practical use”的文章。文章阐述了对CO
2
回收技术的关注,讨论了新型回收材料,技术和能源政策将成本减少20%以上,促进CO
2
回收向实用化进步。
1)现有的“Amine-In-Water”CO
2
回收技术通过胺分子捕获CO
2
分子并溶解在水中,进一步煮沸溶液以释放CO
2
并再利用胺,这需要大量能量并增加成本。DOE要求在2035年回收成本从58 $降低至30 $/吨。
2)现有的捕获当量是1.4亿吨/年,远低于排放量350亿吨/年的目标。
寻求“Water Free”的方式似乎可以规避水带来的煮沸-冷凝过程,从而达到降低能耗的目的。西北太平洋国家实验室的研究人员报道使用液体有机溶剂捕获CO
2
-胺物种,有机溶剂可以在加热时释放CO
2
,但其不需要煮沸和恢复,潜在地节约了能量。然而这种技术面临溶剂粘稠难以流动的问题,同时会析出固体沉淀。研究人员通过改性有机溶剂的分子结构合成了2-EEMPA的分子,使得分子间作用力减弱,达到了这一目的。这种回收策略将成本降低至47 $/吨。同时能源政策的制定可以推动CO
2
捕捉技术的发展,美国已经为每吨二氧化碳提供50 $的税收抵免以鼓励这一技术的发展。
Robert F. Service. Carbon capture marches toward practical use. Science (2021), DOI:10.1126/science.371.6536.1300.
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