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雖然可再生能源的使用正在增加，但煤和天然氣仍然占能源供應(yīng)的大部分。即使有污染控制，燃燒這些化石燃料的能量也會(huì)向大氣中釋放大量的二氧化碳-僅現(xiàn)在，煤炭和天然氣就產(chǎn)生了1713萬(wàn)公噸的二氧化碳，占2017年電力部門(mén)排放的所有二氧化碳的98%。1為了減輕這些影響，研究人員正在尋找可靠的方法來(lái)捕獲電廠廢氣中的二氧化碳。

匹茲堡大學(xué)和勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室(LLNL)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究使用了微膠囊技術(shù)，可以使燃燒后的碳捕獲更便宜、更安全、更有效。

彼得斯旺森工程學(xué)院機(jī)械工程助理教授凱瑟琳霍恩博斯特爾說(shuō)：“我們的方法與發(fā)電廠傳統(tǒng)的二氧化碳捕獲方法完全不同。“我們不是將化學(xué)溶劑流入塔中(比如瀑布中的水)，而是將溶劑裝入微小的微膠囊中。”

類(lèi)似于在藥丸中包含液體藥物，微囊化是一種液體被固體包衣包圍的過(guò)程。

“在我們提出的碳捕獲反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，我們將一堆微膠囊放入一個(gè)容器中，這樣電廠的廢氣就可以通過(guò)它，”霍恩博斯特爾說(shuō)。“傳統(tǒng)反應(yīng)堆需要大量熱量，這意味著工廠運(yùn)營(yíng)成本更高。我們的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更小，運(yùn)行所需的電力更少，因此降低了成本?！?/p>

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)還使用昂貴且苛刻的胺溶劑，并且可能對(duì)環(huán)境有害。Hornbostel和她在LLNL的合作者創(chuàng)造的微膠囊設(shè)計(jì)使用了一種由普通家庭用品制成的解決方案。

“我們使用水溶性小蘇打作為我們的溶劑，”Hornbostel說(shuō)?！八葌鹘y(tǒng)溶劑更便宜、更環(huán)保、更豐富。當(dāng)你談?wù)撛跀?shù)百個(gè)發(fā)電廠安裝20米或更寬的反應(yīng)堆時(shí)，成本和豐度是關(guān)鍵因素?！?/p>

Hornbostel解釋說(shuō)，微膠囊的小尺寸使得溶劑在給定體積下具有大的表面積。這種高表面積使得溶劑吸收二氧化碳更快，這意味著可以使用吸收較慢的溶劑?！斑@是一個(gè)好消息，”霍恩博斯特爾說(shuō)，“因?yàn)樗梢蕴峁└阋说娜軇缧√K打溶液，并有機(jī)會(huì)與更昂貴和腐蝕性更強(qiáng)的溶劑競(jìng)爭(zhēng)?！?/p>

“我們提出的微膠囊技術(shù)和設(shè)計(jì)對(duì)于燃燒后的碳捕獲來(lái)說(shuō)很有希望，因?yàn)樗鼈冇兄谑孤磻?yīng)溶劑更加有效，”Hornbostel說(shuō)?！拔覀兿嘈牛軇┏杀镜慕档?，以及更小的結(jié)構(gòu)和更低的運(yùn)營(yíng)成本，可能有助于煤炭和天然氣發(fā)電廠在不損害環(huán)境的情況下長(zhǎng)期保持利潤(rùn)。