将二氧化碳转化为固体

AZoCleantech采访了澳大利亚墨尔本皇家理工大学的Ken Chiang博士。蒋解释了他的团队是如何立即说服CO的₂在一项开创性的研究中变成了固体。

你能跟我们说说你的研究吗?

我的研究重点是寻找再利用CO的新方法₂通过对不同来源产生的二氧化碳进行化学定值。我从2007年开始做这件事。

你能告诉我们你最近在捕获碳并将其转化为固体碳方面的研究吗?

我的很多同事₂转换研究是我在CSIRO担任研究科学家(2007-2016)时进行的。这为我目前在RMIT的研究奠定了基础。目前主要研究方向为CO的热催化和光催化转化₂．前者涉及CO的转换₂进入更高价值的产品，如化学品和合成燃料。在这个领域，我一直在研究非传统的分解方法，比如使用液态金属来转化CO₂变成化学品，燃料和高级碳。

博士研究员Karma Zuraiqi与实验技术，旨在顺利集成到标准工业流程。来源:RMIT大学

你们的二氧化碳利用技术如何顺利地整合到现有的工业流程中?

我们的公司₂转换技术涉及接触气态CO₂在一定条件下，即大气压温度等于或高于100的液态金属合金^◦C.如果我们看看化学工业，像这样的气液接触过程已经很成熟，并且在大规模运行。通过修改，旨在处理液态金属合金，我们可以重新使用这种类型的设备，以适应我们的工艺。2022世界杯美洲区赛程表这将加速扩大规模和流程集成过程。

目前重工业的碳排放量是多少?

根据美国环境保护署2019年的排放量为65.58亿吨CO₂等价的。在全球范围内，混凝土和水泥的生产占全球二氧化碳排放总量的8%。

在脱碳方面，该行业目前面临哪些挑战?

有很多。从研究人员的角度来看，该行业当然需要新的技术和选择来帮助他们对抗排放和脱碳。大学是产生解决行业问题的新想法和创新的动力之源。现在可能有一些技术看起来是实验性的和高风险的，但通过适当的大学和行业合作，我们可以为未来的应用降低这些过程的风险。

你们团队的技术将如何帮助推进重工业脱碳?

我们的技术不是灵丹妙药，我始终相信我们需要一套类似的技术来共同应对这一重大挑战。每个行业合作伙伴的问题都不同，我们需要了解他们的特殊挑战，并确定可能的途径。

视频来源:RMIT大学/YouTube.com

像传统的碳捕获和储存解决方案一样，将二氧化碳压缩成液体并注入地下有什么局限性?

碳捕获和储存(CCS)技术主要集中在将气体压缩成液体并注入地下。这一物理过程将COs从一种介质转移到另一种介质。我们的方法是化学转化CO₂并提供了一种可持续的替代方案，目的是防止CO的产生₂碳排放和碳增值再利用。把公司₂放入固体中避免了潜在的泄漏问题，并将其安全无限期地锁住。

你们的技术是如何将二氧化碳瞬间转化为固态的?在此之前这是可能的吗?

这项技术所涉及的热化学方法在工业上广泛应用，但我们的具体方法是同类方法中的第一个。

“气泡柱”方法首先将液态金属加热到大约100-120°C。二氧化碳被注入到液态金属中，气泡就像香槟杯中的气泡一样上升。

当气泡穿过液态金属时，气体分子分裂成固体碳薄片，反应只需要一瞬间。正是我们所实现的化学反应的非凡速度，使我们的技术在商业上可行，而许多其他方法都难以实现。

从左至右:博士研究员Karma Zuraiqi与Ken Chiang博士和副教授Torben Daeneke。来源:RMIT大学

你的团队在研究二氧化碳转化时遇到了什么挑战?他们是如何克服的?

自从转换CO₂这是一个能源上坡的过程，我们研究项目的一个主要重点是进一步降低能源需求，从而减少我们技术的碳足迹。

这是否有可能在全世界范围内被采用?

是的，我们的技术易于集成到工业流程中，因此具有广泛的潜力。我们渴望听取其他公司的意见，了解难以脱碳行业的挑战，并确定该技术的其他潜在应用。

脱碳、碳捕获和碳储存的未来是什么样子的?

我们希望我们的技术可以成为推动脱碳的重要新工具，帮助行业和政府履行其气候承诺，使我们从根本上接近净零。全球有如此多敬业的科学家和工程师致力于应对这一挑战，智能、实用的解决方案有很大的出现空间，可以产生重大影响。

为了加速可持续工业革命和零碳经济，还需要进一步的研究和解决方案?

为了加速可持续工业革命和零碳经济，我们需要聪明的技术解决方案和有效的产学研合作。

你有什么进一步的研究可以和我们讨论吗?

我们研究的下一阶段是与行业合作伙伴ABR合作，将概念验证扩大到集装箱大小的模块化原型。

读者在哪里可以找到更多的信息?

期刊出版:doi.org/10.1039/D1EE03283F

蒋博士简介

Ken Chiang博士具有化学工程背景，在学术和工业研究方面有超过20年的经验。在他的研究生涯中，他成功地获得了超过600万美元的政府和行业资助，用于开发新的研究。

在2016年加入RMIT之前，他领导CSIRO的团队开发低排放技术。蒋博士领导的项目包括催化剂开发、合成气生产和转化、气转液技术、绿色/合成燃料生产、替代氢生产和CO新路线₂的利用率。