二氧化碳变燃料，牛津大学新研究有望缓解全球变暖

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来源：连线

编译：sail2008

责任编辑：sunnisky

牛津大学一个研究团队通过逆向工程法将这种温室气体转换成燃料，但目前还只是在实验室环境下。

过去十年航空业一直在寻找减少其全球碳排放量的方法，比如购买碳补偿、植树或风力发电厂，以弥补高空飞行的飞机所排放的二氧化碳。

与此同时，旧金山、芝加哥和洛杉矶的机场，以及欧洲的十几家机场，都在用更环保的替代性燃料为飞机加油，以帮助实现碳减排目标。

如今英国牛津大学一个研究团队提出一种实验方法，能将二氧化碳——所有燃气发动机排放的温室气体——转化为航空燃料。如果实验成功，这个使用铁基化学反应的过程可能会实现飞机的“净零排放”。

发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的这项实验是在实验室中进行的，仍需在更大规模上重复实验，但设计和执行这一过程的化学工程师们希望它能扭转气候变化的局面。

“气候变化正在加速，我们排放了大量的二氧化碳，”牛津大学化学系高级研究员、论文作者之一肖天存（音）说。“碳氢燃料的基础设施已经完备。这一过程能帮助缓解气候变化并利用现有碳基础设施实现可持续发展。”

当石油或天然气等化石燃料燃烧时，它们的碳氢化合物被转化为二氧化碳，并释放出水和能量。该实验逆转了这一过程，用一种叫做有机燃烧法（OCM）的方法将二氧化碳转化成燃料。

通过在二氧化碳中加入柠檬酸、氢和一种由铁、锰和钾组成的催化剂并加热到350摄氏度（662华氏度），研究小组能生产出用于喷气式发动机的液体燃料。该实验是在一个不锈钢反应器中进行的，只产生了几克这种物质。

实验中的二氧化碳来自一个金属罐，但将这一概念应用于现实世界的想法是，从工厂或直接从空气中捕获大量温室气体，以便将其从环境中清除。

二氧化碳是使全球变暖最常见的温室气体，它由工厂、汽车和木材燃烧产生，包括森林火灾和烧垦式农业。

尽管全世界的碳排放量过去几十年里一直在上升，并有可能在本世纪末使地球变暖2摄氏度，但将二氧化碳排除在大气之外可能有助于缓解全球变暖。

肖和他的同事称这种新方法将比把氢和水转化为燃料（该过程被称为氢化）的现有方法更廉价，主要是因为这种方法耗电量更少。

肖预计未来将在钢铁厂、水泥厂或煤电厂旁建航空燃料厂，捕捉其过剩二氧化碳来制造燃料。该过程还包括从大气中吸收二氧化碳，这被称为直接空气捕获。论文作者称这种催化剂在地球上非常丰富，比其他合成高附加值化学品的方法所需要的步骤更少。

一位没有参加该实验的专家称这一概念看起来很有前景，前提是该实验的研究者走出在实验室中生产极少量航空燃料的环节，在中间试验工厂中生产出更大量的航空燃料。

代顿大学机械和化学工程副教授乔舒亚·海恩说：

“这看起来确实不一样，而且似乎可行。扩大规模一直是个问题，当扩大规模时，总会有新的惊喜。但就长期解决方案而言，循环碳经济肯定会成为未来的趋势。”

在这种“循环碳经济”中，二氧化碳既是废物也是燃料。如果可替代性航空燃料工厂能使用风能或太阳能等绿色电力，那么在碳排放上花的钱将带来更大的回报。

SkyNRG未来燃料项目主管Oskar Meijerink说，这样一来，飞机燃料和二氧化碳原料都将以一种可持续的方式产生。SkyNRG是一家总部位于荷兰的公司，向各个机场生产、购买和销售可持续航空燃料。

“你需要使用可再生电力，”Meijerink说。“挑战在于，如果我们使用钢铁厂排放的二氧化碳，那么该如何推动钢铁厂自身实现碳中和？”完美的解决方案是让这些行业都变得更加可持续，并利用这种技术直接从空气中收集二氧化碳。”

至于牛津大学实验及其基于二氧化碳的新航空燃料，它可能必须与众多测试中的其它替代传统航空燃料的候选燃料接轨。

这些替代性燃料的原料包括城市固体垃圾、稻草、林木生物质，甚至废弃食用油，能源巨头英国石油公司采用的就是这种工艺。

牛津大学的肖研究员认为，新的二氧化碳燃料有机会与这些替代性燃料一较高下。

2006年，肖创立了绿色燃料公司Oxford Catalysts，即现在的Velocys。

Velocys在一家以城市垃圾为原料的英国工厂为壳牌和英国航空公司开发替代性航空燃料，并利用美国密西西比州一家工厂的废纸和木材为卡车开发柴油燃料。

他称自己正在与几个大型行业伙伴讨论新的二氧化碳转换方法。

“挑战并不大，”他说，“但我们需要优化流程，提高能源利用效率。”

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