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国外最新研究太阳能分解石灰石生产水泥可减排-【新闻】

发布时间:2021-05-24 06:53:17 阅读: 来源:水表厂家

国外最新研究:太阳能分解石灰石生产水泥可减排

乔治·华盛顿大学的研究人员使用螺栓,把笨重的奇妙装置连接在一起,他们说可以有效利用阳光能量,驱动新颖的化学过程,制成石灰,石灰是水泥的主要成分,这样做不排放二氧化碳。这种设备可以利用大约一半的阳光能量。相比之下,太阳能电池板只能把15%的阳光能量转换成电能。

大型菲涅尔透镜聚焦太阳光,把石灰石加热到900°C。同时利用太阳能电池发电,分解石灰石,形成石灰,以制备水泥。

乔治·华盛顿大学(Washington University)的研究人员使用螺栓,把笨重的奇妙装置连接在一起,他们说可以有效利用阳光能量,驱动新颖的化学过程,制成石灰,石灰是水泥的主要成分,这样做不排放二氧化碳。这种设备可以利用大约一半的阳光能量。相比之下,太阳能电池板只能把15%的阳光能量转换成电能。

岩石粉碎器:两个大型菲涅尔透镜(Fresnel lenses)聚焦太阳光,加热石灰石,使达到900°C。较小的透镜把光线聚焦到小型太阳能电池上,可产生足够的电力,分解石灰石,形成石灰,以制备水泥,副产品是氧气和石墨。

仅水泥生产排放就占人为温室气体总量的5%至6%,而且大部分排放是因为生产石灰。传统的水泥生产中,有些温室气体排放是因为使用化石燃料,要加热石灰石达到高温,大约1500°C。取代化石燃料,采用可再生能源是简单的,但不一定经济。新的研究集中解决更困难的问题。水泥生产过程中,约60%的二氧化碳排放量是这一过程所固有的。石灰的生产需要加热石灰石,也就是碳酸钙(calcium carbonate),直到它释放二氧化碳。 新工艺改变了这一化学过程。它不是排放二氧化碳,而是转换这种气体,结合加热和电解,制成氧气、碳或者一氧化碳,这要取决于所采用的温度。碳和一氧化碳都是有用的产品,不这样的话,就要用化石燃料生产。 为了使电解更实用,研究人员混合固体碳酸钙与液体碳酸锂(lithium carbonate),碳酸锂熔融温度要最有利于这一过程,大约是900°C。这种液态形式有利于电解。升高温度会降低电解所需的电量,使石灰沉淀出混合物,这样就很容易收集。在较低温度下,石灰可溶性更强,所以不会沉淀。 为了演示这个过程,研究人员制作了一款设备,包括三个菲涅尔透镜,用于聚焦太阳光。两个透镜加热混合的碳酸锂和石灰石。这些是最大的透镜。它们的相对大小反映了一个事实,就是这一过程中所需的大部分能量是用于加热混合物。第三个是较小的透镜,把光线聚焦到高效率太阳能电池上,可提供相对少量的电力,用以电解炙热的碳酸盐混合物。 这一设备只是一个概念循证产品,不准备商业化。它体积小,而且只有在阳光充足时才能运行,间歇性运行是一种不理想的工业生产方法。研究人员建议,使用熔盐储存热能,这种系统用于一些太阳能热电站。这就使这一工艺可以昼夜运行。电力产生要用热量产生蒸汽,驱动涡轮机,就像太阳能热发电厂那样,也可采用任何其他电力来源。 斯图亚特利希特(Stuart Licht)是乔治华盛顿大学的化学教授,他领导这项研究,他估计,这一工艺如果可以扩大规模,就会比传统的石灰生产更便宜。他说,这比太阳能电池板更有效,因为它使用的部分太阳光谱,太阳能电池不能有效地转换成电能。 这一工艺仍然需要大量的能量,C12能源公司(C12 Energy)首席执行官库尔特豪斯(Kurt House)说,他开发了低碳混凝土生产工艺。他说:“这归根究底要看你想如何使用太阳能。 如果效率一样好,就像他们说的那样,那我就同意,这是非常非常有趣的,但我仍然怀疑。”

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