學(xué)者提出碳水泥生產(chǎn)方法，為水泥行業(yè)減排提供新思路

文章來源:北京日報白波通訊員謝起2023-02-12 09:11

針對水泥生產(chǎn)過程中大量碳排放問題，南開大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院光電子薄膜器件與技術(shù)研究所教授羅景山課題組提出了基于電化學(xué)的石灰石（CaCO3）轉(zhuǎn)化生產(chǎn)消石灰（Ca(OH)2）和有價值碳質(zhì)產(chǎn)物的方法。

在眾多工業(yè)生產(chǎn)過程中，建筑材料水泥的生產(chǎn)是最大的二氧化碳排放源之一。2020年，水泥行業(yè)碳排放占我國碳排放總量的13.5%。消除石灰石熱分解生成生石灰過程中排放的二氧化碳面臨巨大挑戰(zhàn)。

針對這一難題，羅景山課題組基于以往報道的電化學(xué)轉(zhuǎn)化CaCO3制備Ca(OH)2研究，并結(jié)合課題組在電化學(xué)水分解和二氧化碳還原反應(yīng)方面的研究基礎(chǔ)，提出了一種基于電化學(xué)系統(tǒng)的石灰石轉(zhuǎn)化生產(chǎn)消石灰和有價值碳質(zhì)產(chǎn)物的方法。

本工作基于中性水分解反應(yīng)體系對CaCO3進行處理轉(zhuǎn)化，通過切換施加電壓，將體系中生成的二氧化碳原位轉(zhuǎn)化成有價值的碳質(zhì)產(chǎn)物，如一氧化碳、甲烷、烯烴等，反應(yīng)產(chǎn)物可以通過調(diào)換催化劑實現(xiàn)調(diào)控。

這一方法不排放二氧化碳，有別于石灰石高溫熱解方法，將石灰石中的碳元素直接轉(zhuǎn)化成有價值的碳質(zhì)產(chǎn)物，可以用作燃料和化學(xué)品，為水泥行業(yè)碳減排提供了新思路。

研究在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《交叉科學(xué)》（iScience）上。

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