马尼亚另辟新途,用二氧化碳作工作介质,利用低温地下热水发电已获得成功。并转入国家发电网。
除了用树木吸收二氧化碳外,美国的另一位科学家里维尔提出利用浮游生物的光合作用来使二氧化碳变害为宝,浮游生物是一种单细胞植物,象一切植物一佯,能利用太阳能将二氧化碳、水和痕量的营养物结合生成有机
物,于是每一个CO2分子中的碳原子便扎根在俘游生物体内,如果俘游生物在被其它海洋生物吃掉之前死去,那么大量CO2中的碳伴随死去的浮游生物一起沉到海底,从此便成为安全的资源,即所谓碳沉积。
美国戈尔登科罗拉多太阳能研究所在1988年发现,一些藻类植物含有丰富的石油成分,这给他们以极大的启发。于是用一个直径20米的池塘培植海藻,一年之中收获海藻4吨,从中提炼出300多升燃油。
1989年,日本一家公司在美国研究成果的启发下提出了利用绿藻将二氧化碳转化为石油的设想。他们发现一种单细胞藻类植物,能吸收大量二氧化碳生成石油。
进入90年代后,利用海藻和二氧化碳生产石油的研究又有了新的进展。在英国布里斯托尔的英格兰西部大学的科学家保尔.詹金斯及其同事,开始研究一种新的海藻燃料,他们把注意力放在更普通的小球藻上,采用一种特制的装置放在池塘中,把小球藻打捞过滤后,不用提炼,直接用于发动机中燃烧发电,其排出的二氧化碳废气被泵回到小球藻养殖池中,促使小球藻生长。实验证明,如果在池塘中吹进二氧化碳气泡,可使其中的藻类数量一天内增加4倍,这佯的生长速度是赤道热带雨林的好几倍。
可以预料,经过科学家们的不断努力,用CO2生产石油会逐渐进入大规模化。产业革命前,大自然碳资源平衡体系,维持了相当长的历史阶段,主要是光合作用,细菌的腐败作用,碳化物的燃烧作用,它们的进行速度几乎是相当的或者说比较接近的。因此一直处于平衡状态。这一过程即使有些微小变化,对人类的生存和社会发展也还未产生明显影响,尤其在产业革命前。
产业革命后,世界经济飞速发展,能耗剧增,大大加速了石油、煤炭的消耗速度,致使大气中二氧化碳不断增加;同时,森林大量砍伐,植被倍遭破坏,致使光合作用减慢,整个生态环境日渐变坏,大气污染,水质下降,气温逐年增加,海平面上升等。为了彻底解决上述问题,人们除就地利用CO2,借助加速植物
光合作用用来消除部分CO2外,正积极研究开发更为有效的措施-建立新的CO2平衡体系。
二氧化碳新的平衡体系,关键在于把它作为“潜在的碳资源”建立新的有机合成工艺路线,将它用现代工业方法转化成有机工产品。研究表明,二氧化碳可催化加氢,合成甲烷、甲醇、乙醇及其它醇类,还可合成甲酸及其衍生物,也可直接合成烃类或者先转化成一氧化碳,再通过费—托合成法合成烃类等产品,
在二氧化碳催化加氢的产物中,甲醇以及甲烷和其它烃类都可作为燃料,替代现行采用的石油作为能源的一部分。甲醇、甲烷及其它烃类(特别是C2~C5的低级烃类和含C6以上的汽油馏分)是有机化工的重要和原料,据估计,到2000年以二氧化碳为原料,实现工业化规模的有机合成产品和工艺路线,将有40%以上取代现行的以石油为原料的有机化工产品,这样就为建立化二氧化碳新的平衡体系奠定了基础。
建立这种新的平衡体系,必须解决下列三个主要问题:
首先是CO2的分离和浓缩,CO2的分离浓缩可以来用物理方法、化学方法和膜分离技术。物理吸收法适用于分离发电厂排出的大量CO2。美国采用化学方法吸收CO2,以有机胺(如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等)作溶剂,分离浓缩CO2,每年可降低约10%CO2的排放量。膜分离技术是节能高效的方法,目前还处于试验阶段。
其次是H2来源问题,因为由CO2转化为烃类醇类等,必须加氢。当前,可以采用煤炭、甲烷或石油通过水蒸气转化制氢,将来可利用太阳能或原子能通过电解水而获得廉价的H2。
第三是催化剂的研究。通过大量研究表明CO催化加氢合成甲醇的反应,采用Cu-Zn-Cr-Al-Pd等复合催化剂,在反应温度为250℃,反应压力为50大气压的条件下,CO2的转化成甲醇的转化率为21.2%,另外,为了通过二氧化碳催化加氢合成甲烷及其它低级烃类,目前已有多种方法:例如,采用Ru/SiO2催化剂,在反上一页 [1] [2] [3] 下一页
|