美国海军利用海水中的二氧化碳生产燃油

顾汉现

美国海军利用海水中的二氧化碳生产燃油


2009-8-21 13:41:06


美国海军利用海水中的二氧化碳生产燃油


面临着全球变暖和石油短缺的困境，美国海军正在着手实验将海水变成燃油。

经过深度精炼，美国海军化学家已将海水处理成不饱和短链烃，可以用来制造以煤油为基础油的军事用燃料。但如果最终产品必须“碳中和”的话，化学家还需要寻找一种新的清洁能源来作为反应动力。整个过程包括提取出溶解在海水中的二氧化碳，混入由电解水产生的氢，制造出烃类燃料。

这个过程中用到了一种与叫做Fischer-Tropsch（FT）的化学合成反应相类似的反应。FT合成反应的商业用途是利用合成气（低级煤产生的可燃性气体，以一氧化碳和氢气为主）来制造类似汽油的烃类燃料。

华盛顿美国海军研究实验室的化学家罗伯特·多纳说，由于化学稳定性的问题，二氧化碳很少被用于FT合成反应。但是地球上的二氧化碳多得引发了气候变暖，使得它变成了储量丰富的潜在原料。多纳说，尽管空气中的二氧化碳含量很低，只有0.04%，但海水中含有的浓缩二氧化碳量却是空气中二氧化碳含量的14倍。

海军研究小组现在的实验目的，就是如何减少反应过程中产生的不必要的甲烷，从而产生更多的烃类。在通常的FT合成反应中，一氧化碳和氢在有催化剂的情况下被加热，经过一个复杂的反应链条，生成甲烷、石蜡和液态燃料混合物。

多纳和他的同事在实验过程中发现，如果使用钴类催化剂，由海水中提取出的二氧化碳产生的几乎都是甲烷。如果使用铁催化剂，只会产生30%的甲烷，其余的短链烃即可以被用来提炼燃料。

负责该项目的海军化学家希斯·维莱尔认为，如果能找到新的反应催化剂，整个转化过程会效率大增。

“把二氧化碳作为一种碳源的设想确实非常吸引人”，在加拿大皇后大学的化学家菲利普·杰索普说。

同时，把二氧化碳转化为飞机燃油也是挺“环保”的，产生氢气的的电解过程需要一个碳中性的能源，而且复杂又繁多的过程总是要消耗掉比生产的燃料产品所含更多的能量。另外，整个过程的每一个环节都很可能要增加成本或者出现问题。杰索普说，“它比看上去要复杂得多”。