PNAS ：科学家研制出一举三得电解海水系统

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作者：Roger D. Aines 来源：PNAS

发布时间：2013-6-3 10:23:20

科学家研制出一举三得电解海水系统

据物理学家组织网近日报道，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家开发出一种电解海水的新系统，这种一举三得的技术既能去除且储存大气中的二氧化碳又能生成氢燃料，同时产生的碱性物质可以抵消海洋酸化。该研究成果发表在最新一期的美国《国家科学院院刊》上。

海洋酸化指海水溶解更多大气中的二氧化碳而导致海水pH值降低的过程。从工业革命至今，海洋表层的pH值已经降低了0.1，意味着酸度改变了30%。这对复杂脆弱且内部相互联系彼此依存的海洋生态系统而言是一个重大问题。海水pH值降低，会导致生物体通过“钙化作用”构建贝壳和骨骼等结构变得越来越困难，同时这一过程还需要消耗海洋生物更多的能量，因而影响其生长和健康，并使之更容易受到其他压力因素的影响。而且，一些珊瑚钙化成礁的速度将会赶不上自然侵蚀的速度，以至于珊瑚礁萎缩。

该团队在实验室规模下演示了这一系统，其利用电解海水生成的酸性物质来加速硅酸盐矿物质的溶解，同时释放出氢气和其他气体。由此产生的溶液被证明氢氧化物浓度显著增高，说明这一过程对于二氧化碳的强烈吸收性。此外，研究人员认为，在过程中所产生的碳酸盐和碳酸氢盐可用来缓解持续的海洋酸化，类似于加苏打水中和胃里多余的胃酸。

该项目研究带头人、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室访问学者、加州大学圣克鲁兹分校资深科学家格雷格·劳说：“我们不仅找到了一种消除和储存大气中二氧化碳的方法，同时还能产生有价值的氢气，并且该技术还可用于帮助挽救正在酸化的海洋生态系统。”

他说，该系统可能会在一定规模下提供一个相对高效、高容量的方法，消耗大气中多余的二氧化碳并将其作为对海水环境有益的碳酸氢盐或碳酸盐储存起来。同时，这一过程也将产生以氢的形式呈现的“超级绿色”燃料或化工原料。

之前用于捕获和储存大气中二氧化碳的化学方法，是通过使用热/机械程序浓缩空气中的二氧化碳分子，同时回收试剂，这个过程繁琐、低效而且昂贵。劳说：“新工艺避免了大多数这类问题，采取更划算、具有成本效益、利于环境和安全‘管理’空气中二氧化碳的方法，额外的好处是可产生可再生的氢燃料和增加海洋的碱度。”（华凌）

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PNAS发表论文摘要（英文）：

http://www.pnas.org/content/early/2013/05/30/1222358110