新發(fā)現(xiàn)！＂凈負＂系統(tǒng)可將捕獲的二氧化碳100%轉換為乙烯
已有人閱讀此文 - -
美國伊利諾伊大學芝加哥分校（UIC）的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將工業(yè)廢氣中捕獲的二氧化碳100%轉化為乙烯的方法。乙烯是塑料制品的關鍵成分。當使用可再生能源時，這項技術可以實現(xiàn)塑料生產(chǎn)的凈負排放。相關論文發(fā)表在最近的《細胞報告-物理科學》上。
十多年來，盡管研究人員一直在探索將二氧化碳轉化為乙烯的可能性，但UIC團隊首次實現(xiàn)了二氧化碳完全轉化為碳氫化合物。他們的系統(tǒng)通過電解將捕獲的二氧化碳氣體轉化為高純度乙烯，其副產(chǎn)品是其他碳基燃料和氧氣。
這個過程可以將6噸二氧化碳轉化為1噸乙烯，并回收幾乎所有捕獲的二氧化碳。由于該系統(tǒng)是靠電力運行的，使用可再生能源可以使該過程產(chǎn)生負碳。新方法通過實際減少工業(yè)二氧化碳排放總量，超過了其他碳捕獲和轉化技術的凈零碳目標。
以前將二氧化碳轉化為乙烯的嘗試依賴于在二氧化碳排放流中產(chǎn)生乙烯的反應器。一般來說，只有10%的二氧化碳排放會轉化為乙烯。然后，乙烯必須在通常涉及化石燃料的能源密集型過程中從二氧化碳中分離出來。
在新方法中，電流通過一個“電池”，其中一半充滿捕獲的二氧化碳，另一半充滿水基溶液。帶電催化劑將水分子中的帶電氫原子吸引到由膜分隔的電池的另一半，在那里它們與二氧化碳分子中的帶電荷碳原子結合形成乙烯。
在全球化工生產(chǎn)過程中，乙烯的碳排放量僅次于氨和水泥，位居第三。乙烯不僅用于制造塑料制品，還用于生產(chǎn)防凍劑、醫(yī)用消毒劑和其他化學品。
乙烯通常由蒸汽裂解工藝生產(chǎn)，需要大量熱量。裂解生產(chǎn)每噸乙烯產(chǎn)生約1.5噸碳排放量。制造商平均每年生產(chǎn)1.6億噸乙烯，導致全球二氧化碳排放量超過2.6億噸。
除乙烯外，研究團隊還通過電解法生產(chǎn)了其他富含碳的工業(yè)產(chǎn)品，并實現(xiàn)了極高的太陽能轉換效率，將太陽能電池板中10%的能量直接轉化為碳產(chǎn)品產(chǎn)量，遠高于目前最先進的2%標準。對于新方法產(chǎn)生的所有乙烯，太陽能轉換效率約為4%，與光合作用效率大致相同。
