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效率高达99%！低浓度二氧化碳快速集获器面世

来源：化工仪器网2022/6/1 14:28:14125

导读

二氧化碳捕集和封存是能够减少化石能源消耗大户二氧化碳排放的关键技术，同时也是大规模减少碳排放、减缓全球变暖最有前景的方法之一。

　　碳捕集与封存是指将大型发电厂所产生的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。碳捕集主要由烟气预处理系统、吸收、再生系统、压缩干燥系统、制冷液化系统等组成。

　　碳捕集的原理就是对电厂锅炉排烟进行脱硝、除尘、脱硫等预处理，脱除烟气中对后续工艺有害的物质，然后在吸收塔内复合溶液与烟气中的二氧化碳发生反应，将二氧化碳与烟气分离；其后在一定条件下于再生塔内将其生成物分解，从而释放出二氧化碳，二氧化碳再经过压缩、净化处理、液化，得到高纯度的液体二氧化碳产品。

　　二氧化碳捕集和封存是能够减少化石能源消耗大户二氧化碳排放的关键技术，同时也是大规模减少碳排放、减缓全球变暖最有前景的方法之一。尽管各种碳捕集技术纷至沓来，但这些系统的大规模部署仍面临不少障碍。最大的挑战在于这些碳捕集技术，特别是直接空气捕获(DAC)系统的效率还比较低下。现有DAC系统都涉及让空气在液体内流动，液体与二氧化碳发生化学反应。但随着反应的进行，越来越多反应产物积聚在液体中，反应变得越来越慢。

　　日本东京都会大学教授山添诚司领导的团队一直在研究被称为“液—固相分离系统”的DAC技术，该项系统提供了一种更好的溶液，其中反应产物不溶于其中，会以固体形式析出。液体中由于没有产物的积聚，反应速度也不会太慢。

　　研究团队还对液态胺化合物的结构进行了修改，以优化反应速度和效率，使其能够处理二氧化碳浓度范围介于400ppm(百万分之一)和30%之间的空气。他们发现，异佛尔酮二胺溶液可将空气中99%的二氧化碳转化为固体氨基甲酸沉淀物，且散落在溶液中的固体只需加热到60摄氏度即可将捕获的二氧化碳完全释放出来，使原始液体能被回收。结果表明，系统去除空气中二氧化碳的速度至少是目前领先的DAC实验室系统的两倍。

　　该项实验结果是迄今为止处理空气中低浓度二氧化碳最快的捕集系统，新系统拥有前所未有的性能和稳定性，对大规模部署碳捕集系统具有重大影响。该项技术有望开启直接空气捕集新时代。研究成果近日发表在美国化学学会旗下环境类期刊《ACS Environmental Au》上。

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