盼將廢物變黃金,科學團隊要把二氧化碳轉換成燃料分子

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 02 日 7:45 | 分類 尖端科技 , 能源科技 follow us in feedly

碳捕集與封存(CCS)概念是希望可以收集化石燃料發電廠所排出的二氧化碳,並將他們儲存在與世隔絕的地底,避免讓數以千噸的污染物排至大氣層。而加拿大與美國組成的科學團隊則希望未來不僅能收集碳,還可以將二氧化碳轉化為原料、生物燃料、藥劑或再生燃料等分子,進化為碳捕集與轉化(carbon capture and conversion)。




多倫多大學材料科學(MSE)博士生 Phil De Luna 表示,就像植物光合作用一樣可利用陽光與水製造糖,團隊也希望能用太陽能或其他再生能源將二氧化碳轉化為微小的建構單元(building block)分子,再用傳統的化學方法將這些小分子進一步變成具有經濟效益的產品。

團隊分析一系列具有可用於商業的小分子,在能源需求上,氫氣、甲烷和乙烷可用於生物燃料,乙烯和乙醇則可用在各式消費產品,而二氧化碳衍生物甲酸更能用於製藥、農工業或是燃料電池。

雖然目前碳捕集技術才剛起步,但不少新創產業正摩拳擦掌訂定商業策略,研究員估計,未來十幾年內碳捕集與轉化將能迎來重大進展。

研究擬定長達 5 到 70 年的時間線,並假設 3D 列印、太陽能與電動車未來仍蓬勃發展,且二氧化碳轉化是全球熱門話題。

(Source:Joule

團隊同時預估 6 個潛力二氧化碳轉化技術,這些技術有些即將商業化或是處於實驗室階段,有些則尚未被科學證明。研究指出,電催化(electrocatalysis)在 5 到 10 年內會是個有潛力的轉化途徑,可利用電化學與不同的催化劑,將二氧化碳還原成微小分子。而 50 年之後,可利用分子機器(molecular machine)或奈米技術進行轉換。

研究成員 Oleksandr Bushuyev 表示,這項技術在理論上是可行的,團隊皆期待未來的轉換規模與商業性。假如不停朝此方向邁進,有朝一日可打造二氧化碳排放、捕獲與轉化集一身的電廠。

不過這項技術也獲得些許反對聲浪,不少人認為該技術經濟上難以達成,尤其是該技術需要大量電力。而團隊認為,隨著再生能源蓬勃發展,這一疑慮將會逐漸消散,且很少有電廠只會排放二氧化碳,通常還會參雜其他汙染物,因此轉化技術具有發展必要性。

De Luna 指出,該研究動機是希望可以找出碳轉化的經濟性與是否值得花費大量時間、金錢投資,盼能為未來幾十年的技術提供意見。目前該研究已發表在期刊《Joule》。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:pixabay