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王强教授课题组在工业二氧化碳捕集利用反应领域取得重要研究进展
时间:2020-10-28 


为实现《巴黎协定》的目标,即“将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2 oC以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5 oC以内”,需要彻底改变人类生产消费能源的方式,以迅速降低温室气体排放量。只有全球尽快实现温室气体排放达到峰值,本世纪下半叶实现温室气体净零排放,才能降低气候变化给地球带来的生态风险以及给人类带来的生存危机。净零排放要求任何由人为产生释放到大气中的CO2能够被等量消除,通过自然过程(如植树造林)或其他可以永久储存直接或间接从大气中捕获二氧化碳的技术,尽可能快速地减少温室气体排放,将剩余温室气体排放量相等的温室气体从大气中移除,以平衡排放,达到净零。CO2捕集是目前最经济可行并能有效降低工业烟气点源碳排放的技术。捕集的CO2通过后续转化利用合成重要化合物或提高原油采收率。保证全球能源系统可持续发展的关键技术之一是应用二氧化碳捕获、利用和储存。保证全球能源系统可持续发展的关键技术之一是应用二氧化碳捕获、利用和储存。要加速CCUS技术等脱碳或负排放技术的研发与应用。尽早部署煤电CCUS、生物质耦合CCUS和工业领域CCUS技术研发示范对实现2060年碳中和目标具有重要意义。

鉴此,我校环境科学与工程学院王强教授及韩国仁荷大学Sang-Eon Park教授等人,综述了工业上二氧化碳的捕获和利用的最新技术进展,并提出了面临的挑战。客观地总结和全面回顾了液态和固态CO2吸附剂的特性及性能,并提出了改善其CO2捕集能力和提高CO2利用率的可行方案。系统地讨论和比较了吸附材料在燃烧前和燃烧后CO2捕集和利用方面的工业应用。总结和全面回顾了CO2利用技术的最新技术及发展,并提出了改善其CO2转化率的可行方案。系统地讨论和比较了CO2利用方面的优缺点。该综述对于学术研究人员全面了解CCU的当前发展现状和未来趋势将具有重要意义,有助于促进基础研究和商业应用领域的重大突破。碳捕集和利用技术在减少碳排放方面具有巨大潜力。在二氧化碳捕获方面,燃烧后捕获作为主要捕集技术引起全世界的关注。开发具有高效吸附性能和优良再生性能的新型捕获材料对于预燃捕获工艺至关重要。目前,CO2利用使用高纯二氧化碳作为来源可实现较高选择性,特别是通过双电子转移作用形成CO HCOOH 。二氧化碳的热化学转化技术发展相对成熟,可获得较高转化率,其他新兴利用技术的开发与优化及先进催化剂的设计合成,亦显示出可再生能源的巨大应用潜力。在资源化利用CO2过程中,特别是用于化学品生产的CO2加氢,开发具有成本效益的无碳氢气发电技术具有十分重要的意义。鼓励探索和实施有利于CCUS发展的创新激励政策,积极探索政府与市场整合的CCUS商业化投资融资机制,积极利用绿色金融、气候债券、低碳基金等多种形式支持CCUS示范项目。

上述研究成果于20201016日发表在JCR一区期刊《Chemical Society Reviews》上(影响因子为42.836),该论文通讯作者为我校环境学院王强教授及韩国仁荷大学Sang-Eon Park教授,第一作者为环境学院博士研究生高婉琳。该研究得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1039/D0CS00025F



 
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