MIT研究團隊開(kāi)發(fā)的膜系統，可以從源頭將“溫室氣體”轉化為化學(xué)燃料

濃度越高，這一過(guò)濾過(guò)程的效率就越高。

隨著(zhù)全球氣候變暖，世界各地的國家都開(kāi)始意識到溫室氣體的危害。此處，溫室氣體指的就是由于人們焚燒化石燃料（如石油、煤炭等），或砍伐森林并將其焚燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳。

雖然各國都在呼吁減少碳排放量，但是事實(shí)上，碳排放量并沒(méi)有明顯的減少，全球氣候變暖的問(wèn)題依然存在。針對這一問(wèn)題，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究團隊給出了一個(gè)解決方案，他們研發(fā)了一種全新的系統，該系統可以將發(fā)電廠(chǎng)的二氧化碳排放轉化為汽車(chē)、卡車(chē)和飛機所需要的燃料，或者轉化為各種產(chǎn)品的化學(xué)原料。

據悉，這是一款由鑭、鈣和氧化鐵化合物制成的膜基系統，二氧化碳經(jīng)過(guò)該膜，氧原子形成的氧氣會(huì )遷移到另一側，留下一氧化碳。此處，一氧化碳可以單獨用作燃料，也可以與氫氣或水結合使用，制造許多其他液體碳氫化合物燃料以及化學(xué)品，包括甲醇（用作汽車(chē)燃料）、合成天然氣等。值得指出的是，在過(guò)濾過(guò)程中產(chǎn)生的電離氣體也可用于生產(chǎn)氧氣和氫氣。

對于這一過(guò)程，MIT博士后吳曉宇（音譯）解釋道：“這種具有鈣鈦礦結構的膜可以百分之百地把氧氣過(guò)濾出，分離過(guò)程需要在990攝氏度的溫度下進(jìn)行，而這一分離過(guò)程的關(guān)鍵就在于分離的氧氣恰好要穿過(guò)膜到膜的另一側。”

針對這一問(wèn)題，研究人員想到在膜的另一側建立真空層來(lái)解決，但是這樣的真空狀態(tài)需要耗費大量的能量來(lái)維持。

于是研究人員想到另一種方式，他們使用氫氣或甲烷等燃料流代替真空。值得指出的是，這些材料很容易被氧化，所以這一特性導致氧原子通過(guò)膜都不需要壓力差。此外，該膜還可以防止氧氣折回與一氧化碳重新結合，再次形成二氧化碳。

但是，根據實(shí)驗分析和應用需求，研究人員表示：“還是要取決于實(shí)際應用，可以將真空和燃料組合在一起，以直接產(chǎn)出需要的化學(xué)產(chǎn)品。”

對此，吳曉宇表示：“如果這一過(guò)程需要能量，可以利用太陽(yáng)能或廢熱提供的熱量。理論上，我們是可以將化學(xué)形式的熱量存儲起來(lái)，在需要的時(shí)候使用。且與其他存儲熱量的形式相比，化學(xué)能量存儲形式具有非常高的能量密度。”

目前，研究團隊正在嘗試將膜整合到工作反應堆中，隨后他們會(huì )將反應堆和燃料生產(chǎn)系統連接起來(lái)。

事實(shí)上，該方法不僅可以減少溫室氣體排放量，還可以減少成本。對此，吳指出：“這個(gè)過(guò)程可以在任何二氧化碳濃度水平下工作，濃度越高，過(guò)程效率越高。因此這非常適用于傳統化石燃料發(fā)電廠(chǎng)的集中輸出流或燃燒設備的碳捕集設計。”

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