不要隨意跟風!瞭解CO2真正的利用技術嗎?

CO2利用的重要性不言而喻,其與環境和能源兩大領域息息相關,CO2的利用很大程度上能緩解環境壓力(全球變暖),同時作為新的碳源,可以轉化為燃料及化學品,也能減輕能源危機(傳統化石燃料的日益枯竭)。這些大數據( )總結,也為CO2利用的重要性提供了依據。

CO2的應用包含CO2捕獲、利用和轉化以及封存,涉及礦化作用、生物學、食品飲料、儲能介質和化學等多領域的應用。對於大多科研者來說,關注的還是基礎研究,多為CO2的轉化利用,將其轉化為其它化學品。

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圖1. CO2利用循環

統計數據顯示,其中電催化還原非常熱門( ),於是在這個方向上湧入了大量的科研團隊,其目的是開發高效的催化劑,兼具高活性及高選擇性。然而很多團隊的成果成為別人的嫁衣,明顯的創新性不足,完全是在跟風。

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圖2. CO2轉化論文數量

所有的研究技術離不開最終被實際應用,電催化CO2還原雖然很熱,但是仍然面臨很多挑戰,離商業化還有很長的路( )。在近期研究中,美國國家可再生能源實驗室的Joshua A. Schaidle和Ling Tao等評估和分析了在當前技術條件下,利用五個不同的轉換方法(直接電化學、直接生物電化學、低溫等離子體、間接生物電化學、間接熱化學),實現利用可再生能源還原二氧化碳的技術壁壘。我們可以從中瞭解到這個方向的真正難題是什麼?

這只是一個例子,縱觀全局,CO2電還原是否就是最佳的選擇呢?近日,一個國際研究團隊從多尺度的角度研究了CO2捕獲、利用和轉化以及封存的最近進展,全面介紹了CO2在各個領域的應用。同時還討論了全球CO2利用項目的研究和開發概況,提出了未來大規模和工業生產方面所面臨的關鍵挑戰和存在的問題。

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圖3. 全球CO2大規模利用項目分佈

通過系統分析表明,CO2利用將成為未來碳捕獲與利用技術發展的主要驅動力。然而,即使在短期內CO2排放量有一定的減少,考慮到CO2的全球產量,碳捕獲和封存仍將是主要的處理方式,所以,更多的CO2處理方法亟待提出。目前,CO2利用的主要產業是提高油氣採收率,然而考慮到整個碳循環過程,這種方法仍然增加了大氣中的CO2。為了實現其他CO2利用技術的大規模應用,除了現有技術手段的可行性,它們在經濟和社會方面的可行性也至關重要。因此,未來的研究導向將致力於減少能源損耗和經濟成本,推行鼓勵碳捕獲、利用和封存的政策和制度,以互補的方式提高公眾的接受度。

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圖4. CO2排放與利用對比

由上我們可以發現,碳捕獲和封存仍將是主要的處理方式。當然鼓勵CO2的轉化利用,但要考慮經濟和社會方面的可行性。所以從全局出發,怎麼形成技術鏈?形成獨有的技術,可評估,可應用,這才是科研的關鍵。多總結文獻,多瞭解前沿,在疫情這段時間,剛好能思考研究方向,不做重複無意義的工作。不要隨意的跟風,因為別人有的技術鏈,你沒有,你只是看到局面,即使你一個環節比別人做的好,但總體評價來說,就不一定。

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聲明:參考文獻(DOI: 10.1016/j.rser.2020.109799;DOI: 10.1039/C9EE02410G)等,若有不妥之處,請聯繫!


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