圖源Venture Kick
水泥、鋼鐵和化工等行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳約占全球二氧化碳排放量的34%，這些工業(yè)部門的碳排放極難控制。除業(yè)務耗能極大以外，其工藝本身，如水泥熟料煅燒過程，也會釋放大量二氧化碳。目前多數(shù)工廠主要使用胺液等溶劑吸收二氧化碳，但問題在于，從工業(yè)排放的廢氣中捕獲二氧化碳的成本一直居高不下。造成這種情況的主要原因是工業(yè)廢氣中并非只含有二氧化碳，而是同時包含氮氣和其他各類氣體，因此，基于當前技術(shù)從廢氣中單獨提取二氧化碳還需要消耗額外的能源和費用成本等。
圖源Divea
Divea基于石墨烯材料研制出了新型的二氧化碳過濾器，該過濾器通過在石墨烯的單原子層上制造出二氧化碳大小的孔洞，可將二氧化碳從工業(yè)廢氣的混合氣體中直接分離出來，使鋼鐵、水泥、金屬和天然氣等高二氧化碳排放行業(yè)的碳捕獲在經(jīng)濟上可行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，Divea的過濾器成本更低、能效更高。
Divea的技術(shù)基于Kumar Agrawal在 Science Advances 上發(fā)表的題為《毫秒級晶格氣化用于單層石墨烯中高密度篩分納米孔》的論文成果，即通過毫秒級晶格氣化和空位缺陷技術(shù)，在單層石墨烯中蝕刻具有亞埃精度的高密度納米孔。
在制備工藝上，Divea首先合成石墨烯，隨后在其表面制造出與二氧化碳分子大小相仿的微小孔洞。這些孔洞的功能與篩子類似，只允許二氧化碳分子通過，同時阻擋氮氣等其他比二氧化碳分子大的氣體，從而實現(xiàn)與其他分子的分離。最后，Divea將多孔石墨烯膜卷成卷，并將其安裝在工業(yè)排放源現(xiàn)場的裝置內(nèi)。該裝置與煙氣連接，可直接去除其中的二氧化碳，被吸收的二氧化碳則會被永久儲存或用于生產(chǎn)其他衍生產(chǎn)品?；诙嗄攴e累，Divea已具備世界領(lǐng)先的專業(yè)技術(shù)與各個合成步驟的專利。
Divea制備的石墨烯膜具備多種優(yōu)勢。由于其突破性的性能，石墨烯膜可以顯著減少企業(yè)的能源消耗與費用支出，為鋁等低濃度流體冶煉廠提供了經(jīng)濟可行的碳減排解決方案。同時，該石墨烯膜僅需電能即可運行，無需加熱，且不使用溶劑，避免了溶劑揮發(fā)到大氣中造成環(huán)境污染問題，也進一步拓寬了技術(shù)應用領(lǐng)域。且該石墨烯膜結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝，可實現(xiàn)模塊化裝配，在海上石油平臺等空間有限的場所也可進行碳捕獲。
Divea已成為洛桑聯(lián)邦理工學院CCUS示范項目的工業(yè)伙伴之一，雙方正合作推進高性能石墨烯膜的規(guī)?；c商業(yè)化，并計劃在2032年前建設全規(guī)模碳捕集工廠。
圖源以明科技
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