??????? 近幾個(gè)月,CO2捕獲技術(shù)可能更向前推進(jìn)了一步。UCLA的化學(xué)家Omar Yanghi領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在《科學(xué)》雜志刊登了一篇文章,強(qiáng)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(dǎo)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(fèi)者對(duì)環(huán)境關(guān)注和燃料價(jià)格升高的驅(qū)動(dòng),開發(fā)綠色汽車的競(jìng)賽正在進(jìn)行。焦點(diǎn)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(duì)材料的開發(fā)超過了燃料,正在研究運(yùn)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(jì)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(duì)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(zhǎng)期目標(biāo)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(biāo)是減少公司生產(chǎn)汽車對(duì)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(fù)合材料中的技術(shù),以降低生產(chǎn)成本,同時(shí)減輕汽車質(zhì)量,增加強(qiáng)度。
??????? 2.2.2降低輪胎滾動(dòng)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(dòng)機(jī)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(jìn)了橡膠成分,從而可降低輪胎的滾動(dòng)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(chǎng)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(dòng)阻力15%～20%，從而可降低燃料消費(fèi)量3%～5%。此外,還可延長(zhǎng)壽命15%。輪胎對(duì)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(diǎn),這種硅膠用作輪胎的補(bǔ)強(qiáng)劑。滾動(dòng)阻力幾乎對(duì)CO2的排放負(fù)有30%的責(zé)任,是所有汽車和輪胎市場(chǎng)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(huì)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(jì)汽車的質(zhì)量對(duì)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(duì)Borealis公司而言,最新一款綠色汽車是燃料消費(fèi)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(duì)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(yù)計(jì)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(jì),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(gè)數(shù)量可能會(huì)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(rèn)為,一般而言,鑒于碳在CO2分子中的熱力學(xué)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(shí)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(jìn)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(xué)已經(jīng)開發(fā)了將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧状己投酌训幕净瘜W(xué)過程,這兩種物質(zhì)都是傳統(tǒng)運(yùn)輸燃料潛在的清潔替代品。位于美國(guó)新墨西哥州的Sandia國(guó)際實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(gè)獨(dú)特的反應(yīng)器中升溫到1500℃。這種反應(yīng)器稱作反向旋轉(zhuǎn)環(huán)接受器反應(yīng)器恢復(fù)器,簡(jiǎn)稱CR5。反應(yīng)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(xué)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(yàn)裝置,檢驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)。這套裝置將用瓶裝的CO2探索工藝的潛力。海藻生長(zhǎng)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(dǎo)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(qiáng)管理;其次,對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的二氧化碳應(yīng)采用物理、化學(xué)等方法進(jìn)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(jìn)行埋存。盡管有上述進(jìn)展,但迄今CO2的捕獲和應(yīng)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(jī)構(gòu)積極的評(píng)價(jià)也在增加,他們認(rèn)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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