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产综研:一种由大气中的CO2合成高浓度城市燃气原料的方法

无需进行CO2分离回收预处理的甲烷直接合成方法

要点

✦无需进行CO2分离回收的预处理,因此可以以低能耗直接使用稀薄CO2 ✦开发出一种双功能催化剂,可以将100ppm左右的稀薄CO2转化成高达1000倍或更高浓度的甲烷 ✦通过直接利用已经释放到大气中的稀薄CO2,为实现碳中和社会做出贡献

概要

日本国立研究开发法人产业技术综合研究所(以下简称“产总研”)的研究人员与荷兰代尔夫特理工大学的研究人员进行合作,共同开发了一种从低浓度CO2合成高浓度甲烷的技术,其浓度范围包括从大气中的稀薄CO2到来自发电站的CO2,而无需在CO2分离回收过程中进行预处理。

为了实现碳中和,需要开发一种技术以回收从发电站和其他工业领域排放的CO2,甚至是已经排放至大气中的CO2,并将其转化为烃类燃料和含碳有用化合物。但是,由于这些CO2被氮气和氧气等气体稀释,浓度低至百分之几到百分之几十(在大气中约为400ppm),因此一般需要在CO2转化过程之前进行耗费大量能源和成本的CO2分离回收过程。

此次,研究人员开发了一种双功能催化剂,其具有吸收CO2的功能和使吸收的CO2与氢进行反应转化为甲烷的功能,并开发了一种稀薄CO2的直接回收转化技术,该技术无需CO2分离回收过程,且能源消耗少。利用这种技术,可以将低于大气中CO2浓度的100ppm的CO2直接合成高达1000倍或更高浓度的甲烷。

使用双功能催化剂且无需进行CO2分离回收预处理的稀薄CO2直接转化技术的概念图

开发背景

日本政府提出到2050年将温室气体净零排放目标,为了实现该目标,需要大幅削减发电站及工业领域排放的CO2。CO2捕集和利用技术(CCU技术)对于削减CO2排放量必不可少,世界范围内正在大力推进研发以提高CO2捕集和利用技术的效率并降低其成本。此外,负排放技术的实用化也必不可少,回收已经释放到大气中的CO2的直接空气捕捉技术备受关注,但是这些技术的大规模普及需要降低成本、提高效率。

然而,从发电站和工

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