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温室气体碳纤维

我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的,在我们看到的最远的物体的情况下,光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时,我们是在看它的过去。

——霍金《时间简史》

慕尼黑技术大学(TUM)的化学家与其他研究人员合作,开发了一种方法,根据初步计算,该方法能够促进从大气中经济地去除温室气体二氧化碳。最新的《世界气候报告》(IPCC全球变暖1.5°C特别报告)确认了这一过程的全球相关性。

如果要在合理的程度上减轻全球变暖,就迫切需要采取行动。在此背景下,当前的《世界气候报告》对慕尼黑技术大学化学家开发的一项技术略加评论。这项技术为净碳汇提供了一个选择,从根本上解决了大气变暖的问题。

藻类将大气、发电厂或钢铁加工废气中的二氧化碳转化为藻油。在随后的步骤中,这将用于生产有价值的碳纤维——经济地,正如最初的分析所显示的。

气候中和过程

慕尼黑理工大学藻类培养中心的托马斯·布吕克教授和他的研究小组完成了重要的技术基础工作。该中心研究的藻类不仅可以生产生物燃料,还可以有效地生产聚丙烯腈(PAN)纤维。然后,抛物面太阳能反射光的能量使PAN纤维焦化,以CO2中性的方式产生碳纤维。

碳纤维可用于生产轻质高强度材料。在它们的生命周期结束时,碳纤维可以储存在空煤层中,从而永久地从大气中去除相关的二氧化碳当量。

气候友好型经济模式

Brück'的同事Prof. Uwe Arnold 教授和 Dipl.-Ing. Kolja Kuse还研究了整个过程的经济方面、技术应用和环境影响。这是一个新颖的,气候友好的经济模式,在这个模式中,我们智能地将标准流程和创新结合起来,”Arnold说。

Kuse说:“当你用二氧化碳制造塑料时,经过几年的使用,它很快就会通过垃圾焚烧厂回到大气中。”利用最后的安全储存,我们从大气中去除二氧化碳达几千年之久。这也使得该工艺明显优于地下碳捕获和储存(CCS)。

来自藻类的碳纤维与传统纤维没有区别,因此可用于所有现有工艺。另一个重要的应用领域可能是建筑业,建筑业占全球二氧化碳排放量的很大比例。

碳纤维可以代替建筑材料中的结构钢。由于它们的强度,它们节省了水泥,并且用碳纤维增强的花岗岩甚至可以用于生产具有与钢相同的承载能力但与铝一样轻的梁。

阿尔及利亚大小的藻类养殖场

Brück现在计划进一步改进藻类技术。在欧洲南部和北非可以设想建设大规模的工厂。该系统很容易扩展到大面积。这些植物将覆盖整个阿尔及利亚的大小,从而抵消航空运输产生的所有CO2排放。”

Brück反对任何有关该技术将与农业用地(沼气也是如此)竞争的建议。盐水藻类在阳光充足的地区繁衍生息。例如,在北非,有大量的土地,农业反而显得不够合理。”

碳纤维加固为花岗岩板提供了一个极高的强度,使全新的、高效的结构。(图片l来源:A. Battenberg / TUM)

一束由碳纤维增强的花岗岩承载像钢铁、铝和非常耐用。(图片来源: Kolja Kuse / TechnoCarbonTechnologies)

法国总统艾曼纽·马克龙在波恩举行的2017年联合国气候变化大会上展示了碳纤维增强花岗岩载体的样品 (图片来源: Stephan Savarese / TechnoCarbonTechnologies France)

慕尼黑大学位于慕尼黑南部路德维希博尔科夫校区的AlgaeTec设施(图片来源: Andreas Heddergott / TUM)

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