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科学家用小苏打加3D打印微胶囊阻止全球变暖

2016-06-02 09:20
水墨黯月
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  美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的环境研究员Joshua Stolaroff称,小苏打可以拯救世界。这位环境科学家和他的同事们认为,这种廉价的生活材料可以通过捕捉和封存二氧化碳来保护环境,阻止地球变暖。

  当然,碳捕捉和封存(CCS)并没有什么新鲜的:多年来科学家们一直致力于捕捉从发电厂排放的二氧化碳。不幸的是,由于封存大量CO2所需的设备和化学品的成本过高,人们在这方面尚未取得太大的进展。这不是一个好现象,特别是在不久前的巴黎气候协议中人们刚刚发誓要让全球温度上升幅度限制在2度之内。

  LLNL的一支研究团队正试图改变这种情况。目前研究人员们已经开发出一种充满了碳酸钠溶液的微胶囊,并将其装在一个允许二氧化碳通过的聚合物壳中。当碳酸钠与二氧化碳和水接触时,它会生成碳酸氢钠,也就是苏打水——这是一种廉价、无毒的碳吸收剂。研究团队通过这种容器浸入苏打水中来进行测试,水面很快变得平静——小苏打吸收了二氧化碳泡沫。

  LLNL的研究人员Will Smith和John Vericella在研究可捕获碳的微胶囊

  “当前人们的商业化大规模处理CO2方案通常是从一家发电厂里吸收许多吨的气体,然后在地下深处寻找某种合适的地质条件,然后我们可以将CO2充进去,它就会一直储存在那里。”Stolaroff说。“像我们开发的这种微胶囊溶剂也可以做到这一点,而且消耗更少的能源和资金成本,我们估计会比目前的方法低40%左右。”

  这种方法大规模实施的关键可能是3D打印。因为这种胶囊的制造很费时,限制了其生产能力,每天只能生产大约1公斤。目前研究人员们正在研究其他碳酸钠能注入的材料,比如3D打印的硅酮结构,LLNL的工程师Du Nguyen称之为一种“CO2海绵”。

  这种海绵,可以很方便并且经济地进行3D打印,同时也具有可定制的优点。该海绵可以进行专门的设计然后再打印出来,以完美地适应工厂烟囱的烟道结构,避免二氧化碳逃脱。由于该材料的成本低、通用性强,研究团队认为,他们可以为各种工厂开发碳回收系统,不仅是发电厂——比如啤酒厂。

  尽管真正进入实际应用还有很多工作要做,但是LLNL团队认为他们的系统比目前的碳捕获方法节约成本高达40%——更不要说能源和时间节约。此外,小苏打比目前采用的CCS技术中的化学品(如乙醇胺)更安全。这听起来太好了:发电厂的二氧化碳排放是全球变暖的最大的贡献者,如果我们能够不附带环境损害地以最小成本清除——或至少大大减少——这些二氧化碳排放,那将是一种非常让人兴奋的前景。

  “我们认为在美国,到2022年左右我们的法规将促进碳捕捉和封存达到可商业化的规模,并且我们判断到那时这项技术也会准备完毕。”Stolaroff说。“我们希望到那个时候,我们的技术的好处将得到发展并广为人知……有时解决方案就在你面前。我们认为,小苏打有很大的希望可以拯救世界!”

 

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