印度人不但有一种“牛崇拜”,也仿佛有一种“牛粪崇拜”,以为用牛粪就能“创造万物”。据《IT之家》3月18日报道,在全球都为碳捕获技术的高成本、高能耗头疼时,印度科研人员另辟蹊径,将目光锁定在了本国取之不尽的牛粪上——印度理工学院甘地纳加尔分校的科研人员把牛粪玩出了新花样,竟把它制备成了能高效捕捉二氧化碳的氮掺杂多孔碳材料,相关成果还登上了《Surfaces and Interfaces》期刊,这也让牛粪这一印度“特色资源”跨界闯进了碳中和领域。
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在印度,牛粪本是农村里随处可见的肥料和炊事燃料,而这次科研团队通过“单步干法合成”的操作,把牛粪和三聚氰胺、碳酸氢钾混在一起,在无氧环境里高温热解,愣是做出了性能亮眼的NDPC-1氮掺杂多孔碳。
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这款材料氮含量2.95%,比表面积高达1153平方米每克,一克铺开能盖好几个网球场,二氧化碳捕获能力比纯牛粪热解碳高出58%,还能在30℃低温下工作,10次吸附-脱附循环后性能丝毫不减,乍一看,确实是把牛粪的“价值”拉到了新高度。
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不过这波操作在印度其实一点也不意外,毕竟印度人民对牛粪的开发利用,早就到了“万物皆可牛粪”的境界,各种脑洞大开的牛粪产品能让人大开眼界,挑五个经典的出来,个个都让人直呼离谱:
第一个是牛粪芯片,印度曾号称这是全球首款,说塞手机里能防辐射、治百病,成本才1美元,出口能卖10美元,结果美国压根不买账,最后直接烂尾,堪称牛粪科技的“滑铁卢”;
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第二个是牛粪日化三件套(肥皂、牙膏、洗面奶),印度商家把牛粪磨成粉掺进去,宣称能杀菌祛痘还抗衰老,结果别说外国人,连印度网红都不敢往脸上试,销量惨到不忍直视;
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第三个是牛粪饼礼盒,这玩意儿不是吃的,是拿来驱蚊的,还被包装成印度高端伴手礼,靠着“天然驱蚊”的噱头火了一把,成了牛粪产品里少有的“爆款”;
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第四个是牛粪涂料,古吉拉特邦一位女子首创,把牛粪混红土涂墙上、车上,说能冬暖夏凉比空调还管用,结果实际用起来又臭又容易开裂,只在农村小范围折腾了下就没了下文;
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第五个是牛粪灯,牛粪混黏土做灯罩,点着了散发“神圣气味”,印度还扬言要在排灯节前做3.3亿盏,取代中国进口灯饰,主打一个“本土环保+神圣buff”,只能说勇气可嘉。
除此之外,印度还整出过牛粪口罩、牛粪抗疫神药,甚至还有官员带头推广洗牛粪澡防新冠、喝牛尿保健康,把牛粪的“应用场景”拓展到了离谱的地步,也难怪这次会把牛粪用到碳捕获上,只能说印度对牛粪的执念,已经刻进了骨子里。
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但热闹归热闹,冷静下来分析就会发现,用牛粪制备多孔碳,其实是个看似亮眼实则鸡肋的选择,因为多孔碳的制备,本就有更优的解决方案——树木、竹子、稻草这些植物生物质,才是制备多孔碳的“天选之材”。
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从工艺上来说,植物基多孔碳的制备早已形成成熟体系,比如用竹屑、秸秆等原料,只需简单的低温预炭化+温和活化就能做出高性能产品,全程无需复杂的原料配比,也不用严格的无氧环境把控。
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而牛粪制备NDPC-1,不仅要精准调配牛粪和三聚氰胺的比例,还得搭配碳酸氢钾做活化剂,高温热解的无氧条件要求严苛,单步干法合成看似简单,实则对设备和操作的要求远高于植物基制备,步骤麻烦不说,还容易出纰漏。
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从成本来看,植物生物质在全球各地都易获取,秸秆、竹屑、果壳等更是农业和林业废弃物,几乎无原料成本,活化过程甚至能利用空气氧化等绿色手段,进一步降低成本。
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而牛粪看似免费,可实际规模化生产时,牛粪的收集、晾晒、粉碎都需要人工和场地成本,再加上三聚氰胺、碳酸氢钾等辅料的花费,整体成本比植物基多孔碳高出不少,所谓的“低成本”,只是相对传统化工合成的多孔碳而言,在植物基面前毫无优势。
更重要的是,植物基多孔碳的性能早已得到验证,竹基、木屑基多孔碳不仅比表面积大、吸附性能优异,还能根据需求灵活调控孔隙结构,在碳捕获、储能等领域的应用已经十分广泛,而且植物的再生速度快、资源量远超牛粪,完全能满足规模化生产的需求。
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反观牛粪多孔碳,即便NDPC-1性能不错,可受限于牛粪的收集范围和处理难度,规模化生产的落地性极低,所谓的“可持续”也只是纸上谈兵。所以其虽然夸得很大,还上了科技杂志,但实际上是很搞笑的!
印度这次用牛粪制备多孔碳的尝试,不得不说确实有创新思维,把农业废弃物和碳捕获技术结合,也契合循环经济的理念,但创新终究要回归实际。牛粪在印度有其独特的文化和资源属性,做肥料、当燃料才是它的正确打开方式,硬要把它推上高端材料的舞台,不仅舍近求远,还会徒增成本和工艺难度,本质上是得不偿失的。
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印度与其在牛粪上挖空心思,不如借鉴植物基多孔碳的成熟技术,把简单的事情做好,才是碳中和路上最实在的选择。而印度的这波操作,说到底,更像是一次带着本土特色的科研尝试,热闹过后,终究难成主流。
消息来源:《IT之家》3月18日报道《印度科学家发现牛粪衍生材料可实现高效CO₂捕获,助力实现碳减排》
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