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洛桑联邦理工学院提出专利概念——减排9成二氧化碳,还能循环利用?

时间:2020-02-14

最近,洛桑联邦理工学院瓦莱州沃利斯学院的研究人员申请了一项新概念专利,该专利可以将卡车的二氧化碳排放量减少近90%。这个过程是在排气系统中捕获二氧化碳,将其转化为液体并储存在车辆上。液态二氧化碳然后被输送到服务站,在那里被转化为常规燃料。

在欧洲,交通运输占二氧化碳排放总量的近30%,其中72%来自公路运输。尽管使用电动汽车作为个人交通工具可能有助于减少这一数量,但减少卡车或公共汽车等商用车辆的排放是一个更大的挑战。洛桑联邦理工学院瓦莱州沃利斯学院的研究人员现在已经想出了一种新的解决方案,可以直接从卡车的排气系统中收集二氧化碳,并将其液化在车顶的一个盒子里。液态二氧化碳然后被输送到加油站,在那里被转化为燃料。该项目由洛桑联邦理工学院工程系的弗朗索瓦马雷查尔(Francois Marechal)领导的工业过程和能源系统工程团队协调。专利概念论文已于《能源研究前沿》发表。

研究人员计划将洛桑联邦理工学院开发的几种技术结合起来,捕捉二氧化碳并将其从气体转化为液体,同时回收车辆的大部分可用能量,如发动机的热量。在研究中,研究者采用送货车作为研究对象。

首先,排气管中的车辆烟雾被冷却,水与气体分离。研究人员使用了一个可变温度吸附系统和一个金属有机框架(MOF)吸附剂,专门设计用来吸收二氧化碳,将二氧化碳与其他气体(氮气和氧气)隔离开来。这些材料是由洛桑联邦理工学院瓦莱州沃利斯学院的能源波利团队开发的,该团队由温迪奎恩(Wendy Queen)领导。一旦材料被二氧化碳饱和,它就被加热,从而可以从中提取纯二氧化碳。洛桑联邦理工学院Neuchatel校区的rgSchiffmann实验室开发的高速涡轮压缩机可以利用汽车发动机的热量将提取的二氧化碳压缩成液体。这些液体储存在一个油箱里,然后可以在加油站用可再生能源转换回传统燃料。“卡车只有装满燃料时才会储存液体,”马雷查尔说。

整个过程发生在驾驶舱上方2米长、0.9米宽、1.2米宽的舱里。“胶囊和燃料箱的重量仅仅是车辆有效载荷的7%,”马雷查尔补充道。"这个过程本身消耗的能量很少,因为它的所有阶段都已经过优化."

研究人员的计算显示,一辆使用1公斤常规燃料的卡车可以产生3公斤液态二氧化碳,转换过程不涉及任何能量损失。

只有10%的二氧化碳排放无法回收,研究人员建议使用生物质来抵消这一影响。

理论上,该系统可用于所有卡车、公共汽车甚至轮船,也可用于任何类型的燃料。其优势在于,与电动或氢基卡车不同,它可以改装到现有卡车上,以抵消其对碳排放的影响。

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