二氧化碳的案例
大型釀酒廠危害氣體乙醇和二氧化碳的監測
其中，乙醇和二氧化碳作為釀酒過程中產生的主要危害氣體，對環境和人體健康造成了潛在的威脅。因此，對大型釀酒廠中的乙醇和二氧化碳進行有效監測至關重要。
乙醇作為一種揮發性有機化合物，在釀酒過程中大量產生。當乙醇濃度過高時，不僅會對工作人員的健康造成影響，還可能引發火災等安全事故。因此，對釀酒廠中乙醇濃度的實時監測至關重要。
除了乙醇外，二氧化碳也是釀酒過程中產生的另一種重要危害氣體。在釀酒過程中，酵母菌通過發酵作用產生大量的二氧化碳。如果二氧化碳濃度過高，會導致工作環境惡化，甚至引發窒息等危險情況。因此，對釀酒廠中二氧化碳濃度的監測同樣不可忽視。目前，常用的二氧化碳監測方法包括電化學傳感器法、非分散紅外法等。這些方法能夠快速、準確地監測釀酒廠中二氧化碳的濃度變化，為安全生產提供有力保障。
二氧化碳可能會構成安全威脅。CO2濃度上升時，人們可能會開始感覺到疲倦。高濃度CO2可導致意識喪失，甚至死亡。二氧化碳可能會上升至危險水平的行業包括釀造以及碳酸飲料行業，以及葡萄酒廠。因此，非常有必要在每個存在CO2集聚或泄露的場所監測二氧化碳的濃度。
大部分國家都設定了工作場所CO2暴露濃度限制。例如，在美國，OSHA（職業安全健康管理局，美國勞工部）設置的CO2暴露濃度限制為，在8小時的勞動班次期間，工作場所內的CO2暴露濃度不得超過5000ppm。
為了確保監測數據的準確性和可靠性，大型釀酒廠需要建立完善的監測體系。首先，應選擇合適的監測點位，確保能夠全面反映釀酒廠中乙醇和二氧化碳的分布情況。其次，應定期對監測設備進行維護和校準，確保其正常運行和準確測量。此外，還應建立數據分析系統，對監測數據進行處理和分析，及時發現潛在的安全隱患。
展開 潘繼平：『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅油與提高采收率問題研究| 國際石油經濟
1.3.2 豐富的天然二氧化碳資源和適合二氧化碳驅的石油資源是國外CCUS-EOR及二氧化碳管道運輸發展的先天優勢條件
實踐表明，在美國低滲透油藏、高滲透油藏、過渡帶油氣藏都有商業二氧化碳驅油項目，證實了美國適合二氧化碳氣驅的油藏資源豐富。據美國能源部的報告，美國適合二氧化碳氣驅的石油地質儲量超過120億噸。統計顯示，美國用于CCUS-EOR的二氧化碳資源主要來源于天然二氧化碳氣藏、含二氧化碳的天然氣藏，這兩種氣藏分別占二氧化碳氣源的80%和15%，只有約5%資源來自人工捕集的工業二氧化碳排放，極大地降低了CCUS-EOR成本，井口二氧化碳成本僅為20～25美元/噸，甚至更低。
1.3.3 政府高度重視CCUS技術研發與產業發展，出臺政策支持技術研發和示范應用推廣
歐美國家出臺財稅支持政策，以降低CCUS項目風險，提高企業參與CCUS產業的積極性，并向CCUS關鍵技術（例如二氧化碳捕集、分離等技術）提供巨額的財政資金支持。2008年美國出臺的《國內稅收法》第45Q條（45Q法案）對CCS/CCUS大規模商業運營提供經濟支持，每埋存1噸二氧化碳可抵免稅額10～20美元，隨后美國政府不斷完善該政策，抵免稅額提升至20～35美元/噸，2021年將稅額抵免幅度提高至50美元/噸，極大地調動了企業投資CCUS-EOR項目的積極性。
1.3.4 成熟的油氣管道技術和商業模式為二氧化碳管道建設運營提供了良好借鑒和標準參考
國外二氧化碳管道技術主要基于油氣管道輸送技術，在設計、建設、管理、運營和監管等方面都充分借鑒了油氣管道技術標準和經驗。截至目前，國外現有二氧化碳管道均為新建，尚無從油氣管道改造而成的二氧化碳管道。
展開 二氧化碳發電來了！全國產化！
以上是傳統套路，而只要將二氧化碳好好利用一番，就能不走尋常路
在當前節能減排的大背景下，全球范圍內電廠都在致力于提高效率。在蒸汽發電領域，提高蒸汽溫度有助于提升發電效率。不過一旦蒸汽溫度達到700攝氏度，二氧化碳循環將比現有的水蒸汽循環更有效率。
具體的做法就是將二氧化碳升壓、加熱，使其壓力和溫度超過一定限值，處于“超臨界”狀態，兼具氣體特性和液體特性。此時的二氧化碳體積比常溫常壓時的氣態有明顯減小，這樣一來，渦輪機的尺寸就可以減小。
昨天（12月8日），我國自主研發建造的國內首座大型二氧化碳循環發電試驗機組完成72小時試運行，在西安華能試驗基地正式投運。
剛剛投運的二氧化碳循環發電試驗機組，看上去比傳統的水蒸氣機組小了不少。它身體里流動的不再是水和蒸汽，而是二氧化碳。
循環利用二氧化碳驅動發電機發電，與傳統蒸汽發電相比具有三大優勢。
據華能西安熱工研究院董事長蘇立新介紹，一是體積小，同等裝機容量，二氧化碳發電機組體積只有蒸汽機組的1/25；二是效率高，在600℃溫度下，發電效率比蒸汽機組高3至5個百分點；三是污染小，采用二氧化碳機組的燃煤電廠，單位發電量碳排放強度可減少10%。
這臺由我國華能集團歷經7年自主研發制造的二氧化碳循環發電試驗機組，攻克了近千項技術難題，核心設備國產化率達到100%，申請專利超過400項。
展開 Chem綜述：二氧化碳電化學還原在商業化方面的研究進展
這些因素都導致了二氧化碳電還原技術緩慢的商業化進度。其他的一些不利因素，比如能源政策和對于相關產業的補貼等因素則難以在短期內從科學研究的角度予以解決。
3.技術挑戰
對于任何二氧化碳轉化技術而言，其第一項現實的挑戰在于如何獲得二氧化碳原物料。純二氧化碳本身就是一種化工產品，其價格曾一度高達每噸26美元，在如今的化工業中也有諸多用途。這項要求就限制了二氧化碳電還原的原物料來源選擇僅有煉鋼、水泥生產、發電廠等產生的廢氣，以及大氣中的二氧化碳。
直接從大氣中捕獲二氧化碳，雖然目前尚不是一項經濟可行的二氧化碳捕獲方法。傳統的從大氣中物理吸附二氧化碳的方法所需要的能量輸入并不高，但是壓縮所吸附的氣體，以及脫附所需的設備花費極大增加了這項技術的成本。因此，能將低濃度二氧化碳選擇性轉化的技術將有極大的經濟前景。
能夠在5%－12%的二氧化碳濃度下運行的二氧化碳轉化技術不但可以降低從空氣中捕獲二氧化碳的成本，還使得利用天然氣發電廠的廢氣成為可能。煤發電廠的尾氣中二氧化碳濃度雖然較天然氣電廠更高，但是其中也有硫氧化物、氮氧化物和粉塵顆粒等雜質。以上兩種發電廠的尾氣中都含有較高濃度的氧氣，因此氧氣還原反應將會作為一個副反應被引入。
多數二氧化碳電還原的研究和文獻均指出電催化劑研究存在幾個壁壘：1）過電壓，2）選擇性，或者說法拉第效率，3）電流密度，4）穩定性。在這些研究問題中，二氧化碳電還原技術在產物選擇性方面較其他技術有著顯著優勢。三十多年前，Hori等人通過研究顯示，使用銅催化劑進行二氧化碳電還原可以一步產生一系列的產物，包括甲烷、乙烯等。這項開創性的工作證實了使用二氧化碳電還原技術生產多種化工產品的可能性。二氧化碳電還原可能獲得超過16種之多的產物，此外生產一氧化碳和甲酸的時候其法拉第效率接近100%的報道也并不罕見。
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二氧化碳永久封存于海底沉積物“不是夢”
將二氧化碳永久封存于海底沉積物?科學家最近一項基于物理模型的數值研究，為推動這一夢想從理論變成現實邁出了堅實一步。
北京大學工學院院長張東曉課題組4日在美國《科學》雜志子刊《科學進展》上發表論文，介紹了二氧化碳地質埋存方面的最新成果。
二氧化碳地質埋存是通過技術手段將二氧化碳封存于地下，阻止其排放到大氣中，被認為是目前降低溫室氣體含量、緩解溫室效應的重要手段之一。二氧化碳常規埋存選址包括深部咸水層、廢棄油氣田以及深部的煤層。盡管這些埋存方式具有很好的應用前景，但由于二氧化碳在地層中會出現上浮狀況，因此依舊存在泄漏風險。多國科學家的目光“瞄”向了深海沉積物。
近年來，張東曉課題組對二氧化碳注入海底沉積物中的長期演化過程在計算機中展開數值研究，并評估了“封存”效果。
研究發現，在高壓、低溫環境中，液態二氧化碳的高密度會引起呈下沉狀態的“負浮力”，再加上二氧化碳與水反應生成二氧化碳水合物并阻塞流動通道，可以對二氧化碳在地層中的上浮情況起到很好的阻礙作用，從而實現二氧化碳安全、穩定、永久的封存。另一方面，用該方法封存的二氧化碳不會與海水接觸，避免了常規深海二氧化碳封存可能引起的對海洋生態環境的負面影響。
“這項物理模型的數值研究證實，將二氧化碳封存到深海沉積物中不是一個夢?！睆垨|曉表示，此研究為二氧化碳地質埋存提供了除陸地之外的一個新的解決方案，將可埋存地點擴大到了廣闊的海洋沉積物，對未來全球二氧化碳減排及埋存選擇具有重要意義和應用前景。
張東曉介紹，由于深海地質埋存所需的作業設施類似于海域天然氣水合物(可燃冰)開采所使用的半潛式海上平臺，而且二氧化碳的注入有利于可燃冰
文章來源：新華網
展開 全球首套千噸級二氧化碳加氫制汽油裝置開車成功
從理論上看，該工藝以二氧化碳作為原料，產物是石油；石油燃燒，回到二氧化碳。過程本身是碳中和的，并不會直接減少全過程的二氧化碳排放。但是，相比開采化石能源，這一工藝生成的能源也不會造成更多二氧化碳從地下進入大氣。
而這一技術可以轉化的二氧化碳量級受制于二氧化碳的獲得渠道。目前二氧化碳的捕集工藝還不能處理空氣中低濃度二氧化碳。葛慶杰也表示，這一過程適合應用于大量集中排放二氧化碳的工業設施。
根據相關資料，從中科院大連化物所二氧化碳制汽油的技術路線來看，選用的鐵系催化劑，汽油餾分的單程收率為C5至C11選擇性可以達到78%左右，生產1噸汽油和0.5噸輕烴，需要消耗6噸二氧化碳，如選用廢氫資源，可以忽略氫氣的生產成本。
根據目前二氧化碳的市場價格470元/噸計算，原料加工成本約在2820元/噸。由于該項目并未透漏具體的加工費用，以及該項目工藝流程復雜，需要經過多個步驟才能實現，所以初步預估加工費用不會低于1500元/噸。按照該加工費用計算，生產一噸汽油成本約在4320元/噸。
因為目前中國市場對汽油還需要收取超過2000元的消費稅和13%的增值稅，所以完稅成本將會接近7000元/噸。按照目前汽油的價格5600元/噸左右計算，二氧化碳制取汽油的成本將會明顯高于傳統煉油工藝生產汽油的成本。
并且，二氧化碳生產汽油過程中，如果沒有適當的氫氣來源，也會面臨出現制氫的成本，此成本也將進一步加大該工藝生產汽油的成本。
葛慶杰指出，雖然反應涉及到的催化劑、工藝和設備等都非常接近石油化工的目前配置，但是其原料氫氣的成本及來源是限制該過程經濟性及應用推廣的一個關鍵因素。他認為這個工藝適合某些特定的應用場景，比如氫氣廉價、二氧化碳富集的地方。
展開 二氧化碳壓縮機段間冷卻器和分離器及管道內氣體發生閃爆原因分析
12月24日拆檢二回一、四回二閥門正常，拆檢二段入口分離器人孔發現除沫網全部掉落（圖2），12月30日拆開一段段間冷卻器封頭發現封頭隔板變形嚴重（圖3），經分析二段入口分離器除沫網全部掉落及一段段間冷卻器封頭隔板變形嚴重，氣體走短路，最終導致二氧化碳壓縮機喘振。經檢修后，2021年1月27日二氧化碳壓縮機啟動正常運行。
3原因分析
針對二氧化碳壓縮機啟動時出現的上述問題進行分析，確定主要原因有以下方面：
1）2020年12月13日全裝置停車后，自合成氨裝置凈化工段二氧化碳分離器至二氧化碳壓縮機入口閥前的管線未進行置換，造成了管道內氫氣的聚集。
2）壓縮機停車后的缸體導淋閥均處于打開狀態，管道及設備內均存在空氣。12月18日開啟壓縮機入口電磁閥時，含有氫氣的二氧化碳氣體進入壓縮機，導致氫氣含量過高，聚集的氫氣達到了其在空氣中的爆炸極限（4.0%~74.2%）；與此同時，聚集的氫氣在金屬管道流動的過程中又產生了靜電，而管道內又存有空氣未置換干凈，因此導致氫氣與空氣混合發生閃爆，即當時壓縮機低壓缸處發生的異響聲。將二氧化碳壓縮機一段段間冷卻器內的隔板沖擊變形，二段入口分離器除沫網全部掉落。這樣就造成了壓縮后的高溫二氧化碳氣體在一段段間冷卻器中走短路，未經冷卻就進入了分離器，使二氧化碳氣體無法析出凝液，分離器的除沫網全部掉落，分離效果差，進入低壓缸二段的氣體中含未分離出去的水蒸氣，氣體溫度高于設計溫度，氣體溫度和組分的變化從而導致二氧化碳壓縮機低壓缸喘振。
3）合成裝置送尿素裝置二氧化碳壓縮機入口閥門前的二氧化碳氣體管道上原設計沒有放空閥和取樣閥，在二氧化碳壓縮機進二氧化碳氣體前，無法取管道內氣體樣分析二氧化碳氣體中氫氣的含量是否在爆炸極限范圍。
4）未考慮到二氧化碳中的氫氣會在設備、管道內聚集，并達到了氫氣的爆炸區間。
展開 每年減排二氧化碳300萬噸！CCUS到底有多重要！
寧夏寧東能源化工基地是國家重要的能源化工基地和現代煤化工產業基地，煤化工項目集中，二氧化碳排放大、來源足、濃度高、易捕集，以國能寧煤400萬噸煤制油項目為例，易于捕集的98.5%以上濃度二氧化碳排放1245萬噸/年，具有開展CCUS項目十分優越的碳源條件。寧東基地距長慶油田寧夏油區130公里左右，長慶油田是國內第一大油氣田，年產油氣當量6500萬噸，有著適合二氧化碳驅油的油藏地質資源，2014年至今一直在開展CCUS科研攻關和現場實踐，先后解決了油藏、注采、地面工程三大領域12項關鍵技術難題，已獲得CCUS技術授權發明專利20件，編制標準規范5項，形成了適合黃土塬地貌“三低”油藏混相驅替、防腐防氣竄、二氧化碳循環利用等為核心的CCUS技術模式，建成了CCUS國家先導試驗示范工程，培養了一批專業技術人才，為CCUS工業化推廣應用奠定了堅實基礎。
寧夏300萬噸CCUS示范項目總投資約102億元，項目分為三期。一期項目2023年5月開工，總投資約13.7億元，計劃2024年建成投運。二期項目2024年開工，總投資約28.6億元，2025年底建成投運。三期項目總投資約60億元。項目建成達產后，每年可減排二氧化碳可達300萬噸，30年運營期內，可累計注入二氧化碳7450萬噸，累計增油1700萬噸以上。
CCUS中的碳捕集技術究竟是什么，包含了哪些技術？
碳捕集技術，也稱為二氧化碳捕獲技術，是指應用各種化學、物理和生物技術來從工業、能源等生產過程中分離出二氧化碳等溫室氣體，以減少其對大氣層的排放。其原理是在產生二氧化碳的過程中，將氣體從煙氣或氣流中抽出，用特定的化學方法將其與吸附材料接觸，通過化學反應的方式吸附二氧化碳，從而使其被從環境中移除。
展開 每年使用CAESES減少的二氧化碳排放量
綜上所述，我們估計2019年的二氧化碳減排量為2835288噸。考慮到許多假設和粗略的數字，我們認為應該在分析中引入一個足夠保守的安全系數2。四舍五入后，我們得到了每年140萬噸二氧化碳減排量，也就是說，遠遠超過100萬。
這與其他來源的排放量對比如何？德國一個標準的半獨立式家庭住宅每年要燃燒大約1.5噸的石油來供暖，排放大約3.9噸的二氧化碳。這意味著，上述二氧化碳減排量相當于35萬套私人住宅的排放量，相當于為慕尼黑等德國大城市的居民提供舒適的住所數量。
自下而上的途徑
讓我們看一下具有代表性的船舶，以自下而上的方法 估算二氧化碳的排放量。容量為4100個標準箱的集裝箱船的發動機功率為37000 kW，通常每年在海上航行約6000小時。燃料消耗約為0.166千克/千瓦時。假設利用率為75％，能耗改善率為4％，每年可節省約1100噸燃料，這些節省的燃料相當于一艘單體船每年排放約3000噸二氧化碳。
第二個例子，讓我們分析一臺運轉速度較慢的阿芙拉型油輪，發動機功率為13500 kW。與集裝箱船類似的假設，每年節省的燃料約為400噸，二氧化碳排放量略高于1000噸。因此，通過自上而下方法對1萬艘船所預估的140萬噸二氧化碳排放量似乎確實非常保守。
除了生態影響之外，自然還有經濟因素。提高能源效率很容易降低航運的運營成本。IF380的國際燃油價格為每噸430歐元(2019年2月)。因此，集裝箱船和阿芙拉型油輪的年度成本分別減少了47.3萬歐元和17.2萬歐元。從大多數船舶運營20年來看，這將會累積到一個相當大的數字。
總結
我們認為，由上而下或由下而上的方法得到的數字，哪一個更準確或更可靠，也許并不那么重要。
展開 CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經引風機從底部進入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內接觸后發生反應。
展開 二氧化碳人工合成淀粉需要幾步？看這里→
中國科學家成功構建從二氧化碳人工合成淀粉僅需11步反應的途徑！
在中國科學院天津工業生物技術研究所實驗室，科研人員展示人工合成淀粉樣品。
9月23日，中科院召開新聞發布會宣布，中國科學院天津工業生物技術研究所在淀粉人工合成方面取得突破性進展，在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。相關成果北京時間24日由國際知名學術期刊《科學》在線發表。
目前，淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產，合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控，理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期，并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業生產資料。
中國科學院天津工生所研究團隊，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計出11步主反應的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現，人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結構組成一致。
天津工生所聯合中科院大連化學物理研究所，利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過設計構建碳一聚合新酶，依據化學聚糖反應原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過生物途徑優化，將碳三化合物聚合成碳六化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉。
實驗室初步測試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統農業生產淀粉的8.5倍。按照目前技術參數推算，在能量供給充足條件下，理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的淀粉年平均產量。
相關成果使淀粉生產的傳統農業種植模式向工業車間生產模式轉變成為可能，并為二氧化碳原料合成復雜分子提供了新技術路線。
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氣體分離Science子刊：多孔有機骨架薄膜用于燃燒前捕集二氧化碳
【引言】
化石燃料的一大缺點就是在燃燒過程會產生大量二氧化碳等溫室氣體，從而加劇溫室效應是得氣候環境進一步惡化。然而除非可再生能源在成本上能夠合理化，在此之前化石能源依然是人類不可或缺的能量來源。因此，如何高效捕集二氧化碳就是優化化石能源使用的當務之急。傳統工業的方法較常用胺溶液的洗脫技術來實現廢氣中二氧化碳的消除，這一方法能量消耗巨大，設備成本高，亟需效率更高、更環保的方法進行替代。多孔材料以其較高的氣體吸附量、易脫附以及高選擇性等特點成為了研究人員尋求替代方案的主要方向。
利用基于多孔材料的薄膜來吸附分離二氧化碳具有操作簡便、高效環保的特點，然而膜材料自身吸附選擇性差、易老化等問題一直阻礙著相關工業技術的發展。以多孔有機骨架（POFs）膜為例，POFs的孔徑相對較大，并且目前制備連續無缺陷膜的技術依然不成熟，致使POF基膜材料的氣體分離性能大打折扣。針對大孔的問題，研究人員開發了苯并咪唑單元連接的有機多孔聚合物（BILPs），這類POFs的孔徑相對狹小，不僅更易于吸收二氧化碳，而且熱和化學穩定性也非常好。但是BILPs不溶于大多數溶劑，使得制備BILPs基薄膜變得極具挑戰性。荷蘭代爾夫特理工大學的Jorge Gascon課題組利用室溫界面聚合（IP）的方法成功制備了無缺陷的BILPs薄膜（BILP-101x），并且這一薄膜在氫氣/二氧化碳分離方面表現出優異的性能。2018年9月21日，相關成果以題為“Facile manufacture of porous organic framework membranes for precombustion CO2 capture”在線發表在Science Advances上。
展開 comsol注二氧化碳驅替瓦斯 ￥100
二氧化碳是造成溫室效應的主要原因，甲烷是煤礦生產的主要危害，同時又是一種新型的潔凈能源。然而我國煤層滲透率普遍較低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驅替甲烷可以顯著提高采收率。因此，從環保、安全和能源的角度來講，注入二氧化碳驅替煤層甲烷的開展具有重要意義。
基于 Darcy 滲流理論、Fick 擴散理論、擴展Langmuir 吸附理論以及氣體狀態方程，構建了氣體連續運動耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元數值模擬軟件進行了不同注氣壓力和不同滲透率條件下的注二氧化碳驅替甲烷數值模擬。數值模擬結果與實驗結果趨勢吻合，驅替效果良好。注氣壓力和滲透率顯著影響驅替效率，注氣壓力提高導致二氧化碳突破出氣口和置換完成的時間縮短；滲透率越低置換所需時間越長，驅替進展越緩慢。
展開 綠色技術 | 新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術應用示范裝置
來源：國家綠色技術交易中心
南開大學陳軍院士課題組以廉價原料制備“可呼吸”鈉-二氧化碳電池
南開大學化學學院陳軍院士課題組在利用廉價的碳酸鈉和碳納米管構建無鈉預填裝的“可呼吸”鈉-二氧化碳電池領域取得了突破性進展，相關研究成果作為《Research》創刊號首篇文章發表。
“可呼吸”電池的初級版本是鋰-氧電池，以金屬鋰作負極，正極為由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構成的空氣電極，放電時從空氣中獲取氧氣，充電時再放出氧氣，因此被稱為“可呼吸”電池。在此基礎上衍生出的可充鈉-二氧化碳電池一般是以金屬鈉為負極，以碳等材料為正極，放電時從外界獲取溫室氣體二氧化碳，充電時再放出二氧化碳的一類電池。對比鋰-氧電池，這類電池不僅原料豐富、制備方便，增加了實驗過程中的安全性，二氧化碳作為溫室氣體，還可變廢為寶、資源化利用，實現綠色可持續發展。
但是目前鈉-二氧化碳電池開發存在難點：過量的金屬鈉負極容易形成枝晶，導致電池短路，帶來安全隱患，且金屬鈉制備主要是通過電解熔融氯化鈉或氫氧化鈉，能耗較大。課題組試圖從碳酸鈉出發構建鈉-二氧化碳電池，但由于碳酸鈉導電性差，因此在較低過電位下實現碳酸鈉的電化學分解比較困難。基于以上難點，陳軍課題組以溶解析出法在多壁碳納米管表面上得到的碳酸鈉廉價復合材料作為正極，導電碳作為負極，構建了無鈉預填裝的“可呼吸”鈉-二氧化碳電池。通過對充電容量的控制，實現了在負極一側金屬鈉的定量生成，利用導電碳較大比表面積的特點，成功抑制了枝晶的形成。
經測試，該電池在截容量為0.3 mAh/cm2的條件下，循環100圈后仍能保證充電電壓低于4 V。課題組進一步組裝了容量為350 mAh、能量密度為183 Wh/kg（基于整個電池質量）的單體電池。
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