科學家首次研發(fā)出二氧化碳礦化發(fā)電技術
2014年12月29日 8:58 4348次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新技術 作者： 倪思潔
"礦化1噸二氧化碳，能夠產出140度電能，同時產出1.91噸、價值人民幣2000元到3000元的碳酸氫鈉。"12月10日，中國工程院院士、四川大學校長謝和平在接受《中國科學報》記者采訪時介紹，其課題組提出了一種利用二氧化碳直接發(fā)電的新礦化反應及化學原理。
他表示，這是國際上首次開發(fā)出二氧化碳礦化發(fā)電的CMFC（二氧化碳礦化燃料電池）新方法和技術，攻克了將二氧化碳作為潛在低位能源來直接發(fā)電的世界性難題。
如今，人類能源需求與二氧化碳減排的矛盾，成為全球性難題。在剛剛結束的APEC會議上，中美簽署氣候變化聯(lián)合宣言，明確表示中國的碳排放量將在2030年達到峰值。
"利用二氧化碳作為工業(yè)原料進行礦化利用制取各種化工產品，是二氧化碳減排的一種新策略。"謝和平表示，盡管此前，地質封存也是大規(guī)模處理二氧化碳的策略之一，且已經在全球不同地區(qū)均進行了示范性研究，但人們更應注重對二氧化碳開發(fā)利用的研究探索。
記者了解到，所謂"二氧化碳礦化發(fā)電"，就是將二氧化碳礦化過程中產生的化學能，直接轉化成電能。
目前在謝和平院士課題組的小試實驗中，二氧化碳礦化發(fā)電的CMFC新方法能夠穩(wěn)定輸出電能，最大輸出功率為5.5瓦/平方米，高于部分生物燃料電池0.01～0.530瓦/平方米，最大輸出電壓為0.452 伏；與此同時，不同濃度的二氧化碳均可直接進行礦化發(fā)電，不需要進行二氧化碳捕捉過程。
謝和平介紹，為了研究二氧化碳礦化發(fā)電的CMFC是否能夠直接適用于含氫氧化鈣的工業(yè)固廢，課題組還直接利用工廠排放的廢棄電石渣和窯灰作為原料，進行實驗。結果表明，兩種廢渣都能直接用于二氧化碳礦化發(fā)電，電石渣的反應活性與分析純的氫氧化鈣非常接近。
謝和平介紹說，課題組目前已經成功實現了采用電石渣、有機廢堿、水泥粉塵以及鋼渣等工業(yè)堿性廢物，作為二氧化碳礦化發(fā)電的原料來穩(wěn)定輸出電能，在利用二氧化碳礦化發(fā)電的的同時還聯(lián)產高附加值的化工產品碳酸氫鈉，同時又處理了危害環(huán)境的工業(yè)廢物，形成了一條對環(huán)境友好的，可持續(xù)循環(huán)經濟發(fā)展的二氧化碳減排利用新途徑。
"不過，目前我們僅在小試規(guī)模下證實了二氧化碳礦化發(fā)電的可行性，為了進一步實現該技術的工業(yè)化應用，我們還需要作更多的基礎研究探索以及技術攻關研究。"謝和平說。
下一步，課題組將進一步提高二氧化碳礦化發(fā)電的功率密度和電能輸出效率；針對不同礦物的化學性質，探索利用不同礦物進行二氧化碳礦化發(fā)電的催化機理和活化方法；揭示二氧化碳礦化發(fā)電過程中涉及的各種復雜化學反應原理及其機理。
此外，在技術攻關方面，課題組將優(yōu)化實施二氧化碳礦化發(fā)電的CMFC技術與裝置的各項參數及其制造工藝和精度；盡快實施二氧化碳礦化發(fā)電的中試研究。（倪思潔）
責任編輯：趙天寧
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