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最后一名轰炸广岛美军老兵:至今不后悔投下原子弹

來源: 南方日報網絡版     時間: 2019-07-20 08:58:33
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俄亥俄州立大學的工程師們正在開發能夠將化石燃料和生物質經濟地轉化為有用產品(包括電力)而不向大氣排放二氧化碳的技術。 在能源與環境科學雜志上發表的兩篇論文的第一篇中,工程師們報告說,他們設計了一種將頁巖氣轉化為甲醇和汽油等產品的工藝,同時消耗二氧化碳。該方法也可以應用于煤和生物質以生產有用的產品。 在某些條件下,該技術消耗其產生的所有二氧化碳以及來自外部來源的額外二氧化碳。 在第二篇論文中,他們報告說他們已經找到了一種方法,可以大大延長顆粒的壽命,使化學反應能夠在一段時間內將煤或其他燃料轉化為電能和有用的產品,這對商業運作非常有用。 最后,該團隊已經發現并獲得專利的方式,有可能降低生產稱為合成氣或“合成氣”的燃氣的資本成本,比傳統技術低約50%。 這種被稱為化學循環的技術在高壓反應堆中使用金屬氧化物顆粒來“燃燒” 化石燃料和生物質,而不會在空氣中存在氧氣。金屬氧化物為反應提供氧氣。 工程師說,化學循環能夠作為一種權宜之計,可以提供清潔電力,直到太陽能和風能等可再生能源變得廣泛可用且價格合理。 “可再生能源是未來,”負責這項工作的杰出大學化學與生物分子工程教授范施施說。“我們需要一座橋梁,讓我們能夠創造清潔能源,直到我們到達那里 - 我們可以在未來30年或更長時間內使用這些能源,而風能和太陽能成為主流技術。” 五年前,Fan和他的研究團隊展示了一種稱為煤 - 直接化學循環(CDCL)燃燒的技術,在這種技術中,他們能夠從煤中釋放能量,同時捕獲99%以上的二氧化碳,從而阻止其排放到煤中。環境。CDCL的關鍵進步是氧化鐵顆粒的形式,其為移動床反應器中的化學燃燒提供氧氣。燃燒后,顆粒從空氣中回收氧氣,循環再次開始。 俄亥俄州立大學化學和生物分子工程研究助理教授安德魯·湯說,現在的挑戰是如何防止顆粒磨損。 雖然五年前CDCL的顆粒持續了100個循環超過八天的連續操作,但工程師們已經開發出一種新的配方,可以持續超過3,000次循環,或者在實驗室測試中連續使用超過8個月。在副駕駛員和試驗工廠也測試了類似的配方。 “顆粒本身就是一個容器,它在這個過程中來回攜帶氧氣,它最終會分崩離析。就像在高速公路上運輸貨物的卡車一樣,最終它會經歷一些磨損。我們說我們設計了一種顆粒,可以在實驗室中完成3000次旅行并保持其完整性,“Tong說。 他補充說,這是氧氣載體有史以來最長的壽命。下一步是在綜合燃煤化學循環過程中測試載體。 另一項進步涉及工程師開發用于生產合成氣的化學循環,這反過來又為許多其他有用的產品提供了構件,包括氨,塑料甚至碳纖維。 這就是技術真正變得有趣的地方:它提供了二氧化碳作為生產有用的日常產品的原材料的潛在工業用途。 今天,當從發電廠廢氣中洗去二氧化碳時,它將被埋藏以防止其作為溫室氣體進入大氣。在這種新的情景中,一些洗過的二氧化碳不需要埋沒; 它可以轉換成有用的產品。 范說,這些進步使俄亥俄州立大學的化學循環技術更接近商業化。 他稱最近的進展是“重大而令人興奮的”,他們已經很長時間了。真正的科學創新并不常見,當它們真的發生時,它們并不是突然的。它們通常是幾十年來共同努力的結果 - 或者在Fan的案例中,是俄亥俄州立大學40年研究的結果。在一段時間里,他的工作得到了美國能源部和俄亥俄州發展服務局的支持。 “這是我一生的工作,”范說。 他的第一篇論文的共同作者包括博士后研究員Mandar Kathe; 本科研究人員Abbey Empfield,Peter Sandvik,Charles Fryer和Elena Blair; 和博士生張一濤。第二篇論文的共同作者包括博士生Cheng Chung,博士后研究員Lang Qin和碩士生Vedant Shah。壓力調節裝配工作的合作者包括Tong,Kathe和高級研究員王大偉。 該大學希望與業界合作,進一步發展該技術。 林德集團是氫氣和合成氣供應和工廠的供應商,已經開始與該團隊合作。林德集團技術與創新研發部門負責人Andreas Rupieper表示,能夠在氫生產工廠中捕獲二氧化碳并將其用于下游以便以具有競爭力的成本生產產品“能夠彌合向脫碳氫生產未來的過渡。” 他補充說,“林德認為俄亥俄州的氫生產化學循環平臺技術是其新建工廠的潛在替代技術”。 為電力市場生產清潔能源技術的Babcock&Wilcox公司(B&W)過去十年來一直與俄亥俄州立大學合作開發CDCL技術 - 一種先進的氧氣燃燒技術,用于煤炭發電零碳排放。B&W技術研究員David Kraft表示:“CDCL工藝是迄今為止我們審查過的最先進,最具成本效益的碳捕獲方法,并致力于通過大規模的試驗工廠設計和可行性研究來支持其商業可行性。與俄亥俄州立大學合作開發項目的持續成功,B&W認為CDCL有可能改變電力和石化行業。“


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