麻省理工学院的突破：有效地从海洋中清除二氧化碳

麻省理工学院的突破：有效地从海洋中清除二氧化碳最近，直接从海水中清除二氧化碳的可能性已经成为缓解二氧化碳排放的另一种有希望的可能性，这种可能性甚至有可能在某一天导致整体净负排放。但是，像空气捕捉系统一样，这个想法还没有导致任何广泛的使用，尽管有一些公司试图进入这个领域。现在，麻省理工学院的一个研究小组说，他们可能已经找到了一个真正高效和廉价的清除机制的关键。最近，麻省理工学院教授T.AlanHatton和KripaVaranasi，博士后SeoniKim，以及研究生MichaelNitzsche、SimonRufer和JackLake在《能源与环境科学》杂志上报告了这一发现。现有的从海水中去除二氧化碳的方法是在一堆膜上施加电压，通过水的分裂来酸化原料流。这将水中的碳酸氢盐转化为二氧化碳分子，然后可以在真空下将其去除。哈顿是拉尔夫-兰道化学工程教授，他指出，膜是昂贵的，而且需要化学品来驱动堆栈两端的整体电极反应，进一步增加了费用和过程的复杂性。他说："我们想避免向阳极和阴极半电池引入化学品的需要，并尽可能避免使用膜。"从海洋脱盐厂去除二氧化碳最初，该系统可以使用现有的或计划中的已经处理海水的基础设施，如海水淡化厂，但该系统是可扩展的。这个效果图显示了新方法也可以被船舶和海上平台所使用。该团队想出了一个由无膜电化学电池组成的可逆过程。反应电极被用来向送入细胞的海水释放质子，推动水中溶解的二氧化碳的释放。该过程是循环的。它首先酸化水，将溶解的无机重碳酸盐转化为分子二氧化碳，在真空下作为气体收集。然后，水被送入第二组具有反向电压的电池，以恢复质子并将酸性水转为碱性，然后再将其释放回海中。一旦一组电极的质子被耗尽（在酸化过程中），另一组电极在碱化过程中被再生，这两个电池的作用就会定期地被颠倒过来。机械工程系教授瓦拉纳西说，这种去除二氧化碳和重新注入碱性水的方法可以慢慢开始扭转，至少在局部地区，由二氧化碳堆积造成的海洋酸化，反过来又威胁到了珊瑚礁和贝类。他们说，碱性水的再注入可以通过分散的出口或离岸较远的地方进行，以避免局部的碱度飙升而破坏生态系统。Varanasi说："我们将无法处理整个地球的排放物。但在某些情况下，可能会在养鱼场等地方进行再注入，这些地方往往会使水酸化，所以这可能是一种帮助抵消这种影响的方式。"一旦二氧化碳从水中被移除，它仍然需要被处理掉，就像其他碳清除过程一样。例如，它可以被埋在海底深处的地质构造中，或者可以通过化学方法转化为像乙醇这样的化合物，可以用作运输燃料，或者转化为其他特种化学品。"你当然可以考虑将捕获的二氧化碳作为化学品或材料生产的原料，但你不可能将其全部作为原料，"Hatton说。"你会为你生产的所有产品耗尽市场，所以无论如何，大量捕获的二氧化碳将需要被埋在地下。""至少在最初，我们的想法是将这种系统与现有的或计划中的已经处理海水的基础设施结合起来，如海水淡化厂。"Varanasi说："这个系统是可扩展的，因此我们可以把它潜在地整合到已经在处理海水或与海水接触的现有过程中。在那里，二氧化碳的去除可以成为现有工艺的一个简单附加物，这些工艺已经将大量的水送回大海，而且它将不需要像化学添加剂或膜这样的消耗品。有了海水淡化厂，你已经在泵送所有的水，所以为什么不在那里共建？与你移动水的方式有关的一堆资本成本，以及许可，所有这些都可以已经被处理了。"该系统也可以由船舶实施，在行驶过程中处理水，以帮助减轻船舶交通对整体排放的重大贡献。目前已经有了降低航运排放的国际规定，这可以帮助航运公司抵消一些排放，并将船舶变成海洋洗涤器。该系统也可以在海上钻井平台或水产养殖场等地方实施。最终，它可能导致在全球范围内部署独立的碳清除工厂。这个过程可能比空气捕集系统更有效，因为海水中的二氧化碳浓度是空气中的100倍以上。在直接空气捕集系统中，首先需要捕集和浓缩气体，然后再回收它。然而，海洋是大型的碳汇，所以捕获步骤已经完成了。"没有捕获步骤，只有释放"。这意味着需要处理的材料量要小得多，可能会简化整个过程，并减少对足迹的要求。研究正在继续，其中一个目标是找到一个替代目前需要真空来从水中去除分离的二氧化碳的步骤。另一个需求是确定操作策略，以防止矿物质的沉淀，这些矿物质会弄脏碱化池的电极，这是一个固有的问题，会降低所有报告的方法的整体效率。研究团队在这些问题上已经取得了重大进展，但现在报告这些问题仍为时过早。预计该系统可以在大约两年内准备好用于实际示范项目。"二氧化碳问题是我们生活、我们生存的决定性问题，"Varanasi说。"所以很明显，我们需要我们能得到的所有帮助。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346825.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346825.htm

巴斯夫宣布联手远景能源：深挖绿氢和二氧化碳制电子甲醇潜力

巴斯夫宣布联手远景能源：深挖绿氢和二氧化碳制电子甲醇潜力近日，巴斯夫与远景能源宣布合作，加快将绿氢和二氧化碳转化为电子甲醇。电子甲醇作为替代化石燃料的可持续能源载体，在各行业具有巨大潜力。此次合作中，巴斯夫旗下的巴斯夫工艺催化剂（BASFProcessCatalysts）将提供SYNSPIRETM催化剂技术，与远景能源创新的能源管理系统相结合。同时，远景能源将提供电子甲醇装置的工艺设计，最大限度提高催化剂技术的效率，并将利用智能物联操作系统EnOS优化化工装置的动态运行，充分实现从绿氢和二氧化碳到电子甲醇的动态转化。据巴斯夫介绍，巴斯夫开发的新型催化剂是可持续能源解决方案的重大突破。该催化剂利用绿氢和二氧化碳高效生产电子甲醇。

太阳光制甲醇：利用铜和氮化碳实现革命性的二氧化碳转化

太阳光制甲醇：利用铜和氮化碳实现革命性的二氧化碳转化研究人员开发出一种利用铜和纳米氮化碳晶将二氧化碳高效转化为甲醇的阳光动力工艺，标志着向可持续燃料生产和减少二氧化碳迈出了重要一步。上图为测试催化剂将二氧化碳转化为甲醇的反应器。资料来源：诺丁汉大学效率和选择性的挑战在光催化过程中，光线照射到半导体材料上会激发电子，使电子穿过材料与二氧化碳和水发生反应，从而产生各种有用的产品，包括作为绿色燃料的甲醇。尽管最近取得了一些进展，但这一过程仍存在效率和选择性不足的问题。二氧化碳是导致全球变暖的最大因素。虽然可以将二氧化碳转化为有用的产品，但传统的热法依赖于化石燃料中的氢气。利用可持续的太阳能和无处不在的丰富水资源，开发基于光催化和电催化的替代方法非常重要。改进催化的纳米级控制诺丁汉大学化学学院研究员马达萨米-坦加穆图（MadasamyThangamuthu）博士是研究小组的共同负责人："光催化使用的材料种类繁多。光催化剂吸收光并高效分离电荷载流子非常重要。在我们的方法中，我们在纳米尺度上控制材料。我们开发了一种新形式的氮化碳，它具有结晶纳米级畴，能够与光进行高效互动，并实现充分的电荷分离。光将二氧化碳转化为甲醇（燃料）的过程。资料来源：诺丁汉大学研究人员设计了一种将氮化碳加热到所需结晶度的工艺，最大限度地提高了这种材料在光催化方面的功能特性。利用磁控溅射技术，他们在无溶剂过程中沉积了原子铜，使半导体和金属原子得以亲密接触。令人惊喜的效率提升在诺丁汉大学化学学院开展实验工作的博士生塔拉-勒梅尔（TaraLeMercier）说："我们测量了光产生的电流，并以此作为判断催化剂质量的标准。即使不加铜，新型氮化碳的活性也比传统氮化碳高44倍。然而，出乎我们意料的是，每1克氮化碳中只需添加1毫克铜，效率就提高了四倍。最重要的是，选择性从甲烷（另一种温室气体）变成了甲醇（一种宝贵的绿色燃料）"。诺丁汉大学化学学院的AndreiKhlobystov教授说："二氧化碳价值化是英国实现净零排放目标的关键。确保我们用于这一重要反应的催化剂材料的可持续性至关重要。这种新型催化剂的一大优势在于它由可持续元素组成--碳、氮和铜--这些元素在我们的星球上都非常丰富。"本发明是深入了解二氧化碳转化过程中光催化材料的重要一步。它开辟了一条创造高选择性和可调整催化剂的途径，通过在纳米尺度上控制催化剂，可以调高所需的产物。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425280.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425280.htm

新型催化剂可将二氧化碳高效转化为甲烷 转化率高达99.3%

新型催化剂可将二氧化碳高效转化为甲烷转化率高达99.3%DGIST的一个研究小组开发出一种先进的光催化剂，它能有效地将二氧化碳转化为甲烷，有可能为应对全球变暖提供一种可持续的解决方案。来自DGIST能源科学与工程系的InSoo-il教授及其团队成功开发出一种高效光催化剂。这项创新能够将导致气候变化的重要因素二氧化碳（CO2）转化为甲烷（CH4），也就是通常所说的天然气。全球变暖导致世界各地气候异常，威胁着人类的生存。减少温室气体是解决日益令人担忧的全球变暖问题的关键，这需要将大气中的二氧化碳转化为其他物质。光催化技术是一种环保解决方案，它只需利用太阳能和水就能将二氧化碳转化为有用的物质，如天然气。生产出的天然气可在日常生活中用作供暖、制冷系统和车辆的燃料。光催化材料的改进研究小组将吸收可见光和红外线的硒化镉与二氧化钛（一种金属氧化物和著名的光催化材料）结合起来，高效地将二氧化碳转化为天然气。以前，人们曾将具有周期性晶格结构的结晶二氧化钛作为光催化材料进行分析。然而，由于颗粒的规则排列，钛的三价阳离子（Ti3+）的活性位点的形成受到了限制。为了克服这个问题，In教授的团队使用无定形二氧化钛改进了催化反应，因为无定形二氧化钛可以通过缺乏晶格结构周期性的不规则颗粒排列形成更多的Ti3+活性位点。除了催化作用得到改善外，电荷转移过程也很稳定，可确保有足够的电子参与反应。这有助于将二氧化碳转化为碳化合物，特别是甲烷燃料。此外，与需要高温再生的传统光催化剂不同，无定形催化剂在不加热的情况下向反应器供氧，可在一分钟内再生。高效率和未来研究方向研究小组新开发的无定形二氧化钛-硒化镉光催化剂（TiO2-CdSe）在光反应18小时后的前6小时内甲烷转化率仍高达99.3%，是具有相同成分的晶体光催化剂（C-TiO2-CdSe）的4.22倍。"这项研究的重要意义在于，我们开发出了一种具有再生活性位点的催化剂，并通过计算化学研究确定了利用非晶态催化剂将二氧化碳转化为甲烷的机理，"DGISTIn教授说。"我们将开展后续研究，以改善无定形光催化剂的能量损失，并提高其长期稳定性，从而实现该技术的未来商业化。"编译来源：ScitechDailyDOI:10.1016/j.apcatb.2024.124006...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434187.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434187.htm

中国科研团队实现二氧化碳一步合成乙醇

中国科研团队实现二氧化碳一步合成乙醇笔者16日从江南大学获悉，该校化学与材料工程学院刘小浩教授团队经过持续5年攻关，通过采用结构封装法，构筑双钯位点-纳米“蓄水”膜反应器，在国际上首次实现了二氧化碳在温和条件下连续流一步近100%转化为乙醇，相关研究成果发表于《美国化学会·催化》。乙醇，俗称“酒精”，既是重要的基础化学品，又与人们的日常生活息息相关，广泛应用于制造饮料、消毒剂、车用燃料等，并可转化为乙烯和下游高价值化工产品。刘小浩介绍，目前，在乙醇制备方面，工业上一般采用粮食发酵法和煤基乙醇技术。粮食发酵法制备乙醇不可避免出现“与人争粮”的局面，而煤基乙醇工艺路线复杂，且制造过程中产生大量的二氧化碳。近年来，国际上虽已开发出多种途径将二氧化碳转化为乙醇，但在连续流固定床反应器中制备乙醇，由于其便捷的物质流和能量流管理，更容易实现工业应用。该科研团队创新性地采用“结构封装法”精准构筑“双钯催化位点”-纳米“蓄水”膜反应器，合成的催化剂结构类似于一个胶囊，其胶囊内部封装了二氧化铈载体分散的双钯催化剂。刘小浩介绍，胶囊的壳层具有高选择性，疏水修饰后，保证内部生成的水富集而产物乙醇可以溢出。其中的水环境可以稳定双钯活性位点，该催化剂能够实现温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%选择性高效稳定转化为乙醇。值得一提的是，该科研团队基于前期研究基础，构筑的“双钯活性位点”具有独特的几何和电子结构，其邻近的钯位点和富电子特性有利于促进中间物种碳-氧键解离和随后的碳-碳偶联，从而实现二氧化碳加氢定向生成单一高价值产物乙醇。投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制

中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制中国生态环境部、国家统计局发布公告称，将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制，并拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。根据《人民日报》星期二（4月16日）报道，中国生态环境部、国家统计局发布《关于发布2021年电力二氧化碳排放因子的公告》。此次发布的2021年电力二氧化碳排放因子，分为三种口径，包括2021年全国、区域及省级电力平均二氧化碳排放因子，2021年全国电力平均二氧化碳排放因子(不包括市场化交易的非化石能源电量)和2021年全国化石能源电力二氧化碳排放因子。据介绍，电力二氧化碳排放因子是核算电力消费二氧化碳排放量的重要基础参数。本次发布的电力二氧化碳排放因子可供不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量时参考使用，是落实《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》中“统筹推进排放因子测算”要求的重要举措，为碳排放核算提供基础数据支撑。公告说，下一步，生态环境部、国家统计局将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制。根据基础数据更新情况，拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。2024年4月16日8:16PM