伊利诺伊州CHAMPAIGN - 剩余的工业二氧化碳创造了将废物转化为有价值商品的机会。过量的二氧化碳可以是通常来自化石燃料的化学品的原料，但该过程是能量密集且昂贵的。伊利诺伊大学的化学工程师评估了新电解技术的技术和经济可行性，该技术使用廉价的生物燃料副产品将废物价值过程的能耗降低了53%。
新发现发表在Nature Energy杂志上。
通过称为电化学还原的过程，可以将CO 2转化为塑料的乙烯等化学品。研究人员说，通常情况下，二氧化碳气体和一种液体电解质流经电解槽，将二氧化碳分解成阴极上的乙烯等分子，但它也会从阳极上的水中产生氧气。
“传统的二氧化碳减排所需的大约90%的能量被电解槽的产氧阳极侧消耗掉，”化学和生物分子工程教授，系主任兼研究合着者保罗肯尼斯说。“但过剩的氧气并没有很大的市场，因此90%的能源基本上都被浪费掉了。”
根据最近Kenis是其合着者的国家科学院报告，寻找降低能量以驱动阳极反应的原料可能是从根本上降低CO2转化能量需求的策略。
这项新研究提出甘油 - 甘蔗生物燃料生产的有机副产品，需要较少的氧化能量 - 作为能源密集型制氧步骤的替代品。
为了测试新电解技术是否有可能将完整的CO2转化过程推向碳中性或负预算，研究人员检查了废物价值过程生产周期的成本和能耗。四步循环包括捕获工业二氧化碳废气，电力输入，新的
“我们的模型使用当前的电网设置作为电源，使场景更加真实，”Kenis说。“能够通过现有基础设施推动二氧化碳转化 - 而不依赖于未来电网由100%可再生能源提供动力的希望 - 同时实现碳中和或消极性可能是一个圣杯。”
该分析包括最佳和最坏情况下的二氧化碳排放和能源消耗情景，并得出结论认为，二氧化碳排放和经济方面的二氧化碳减排前景可以通过超越传统阳极反应来大幅改善。
“基于甘油的电解反应显示出很大的希望。但是，我们将继续探索其他有机废料，因为即使生物燃料产量增加后产量上升，仍然不足以完全支持这种需求，”肯尼斯说。“好消息是，所涉及的化学反应是灵活的，并且有很多有机废物可以完成这项工作。”
前化学和生物分子工程研究生和研究的共同作者Sumit Verma表示，许多研究人员致力于提高化学催化剂对二氧化碳还原反应的选择性和活性，并且这项工作需要继续进行。“除了在阳极上的氧气释放之外，看起来像是一个双赢的局面，因为我们不仅减少了工艺的能源消耗，而且还产生了第二个有价值的产品流，”他说。
标签：二氧化碳废物
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