10月7日,天津大学姜忠义和何光伟团队在《自然·能源》发表了一篇论文,他们研发出一种全有机碳捕集膜,这种膜不使用金属材料,也不添加无机填料,完全依靠有机材料自身搭建结构,它的通量比旧型号高出62%,分离二氧化碳的效率提升47%,关键优势在于能够直接应用卷对卷生产线,像制造塑料袋那样一次性拉伸成型,预计成本降低35%以上,这不是实验室里的理论数据,而是真正能投入工厂使用的可行方案。
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现在搞碳捕集,电厂、钢厂、水泥厂都觉得麻烦,老方法要么耗电太多,能占到发电量的15%到30%,要么设备价格高,膜还容易堵住、寿命短,更成问题的是烟气又热又潮,普通膜根本承受不了,聚酰胺膜太软,MOFs材料做出来样子不错,但放大就变形,卷不起来,没法批量生产,姜团队的膜原料来自可再生有机单体,不用稀有金属,供应链稳定得多。
他们的技术路线很特别,别人都在聚合物里加无机颗粒,他们反过来做,在聚醚酰亚胺基底上,让分子自己排列起来,通过氢键形成纳米通道,二氧化碳来了先被吸附住,再快速滑过去,整个过程一步溶液浇铸就完成,不需要高温,也不用交联剂,现有的薄膜生产线完全不用改动,我觉得这可能会让中国跳过欧美几十年的试错过程,直接进入应用阶段。
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国内华能、宝钢和海螺水泥这几年都在悄悄招聘低碳方案,但一直没敢推广,就因为技术成本太高不划算,如果这种膜在2027年中试成功,首先可能用在水泥窑尾气上,那里每年排放十亿吨二氧化碳,湿气很大,老式膜根本撑不住,它耐湿又便宜,说不定真能实现不靠补贴也能运行的碳捕集模式。
美国刚刚追加了1.2亿美元投资膜材料,他们还在坚持研究MOFs和COFs这两种材料,实验室里表现不错,一到工厂就出现问题,韩国和日本也尝试过类似方向,但没能解决卷绕的难题,中国这次没有跟随热点,而是回到材料本身,把能用放在第一位,实用主义不一定很炫酷,但可能更管用。
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目前团队和中化、中建材已经联系上,准备搭建中试线,国家“十四五”规划要求在2027年前建成5个百万吨级示范项目,时间安排很紧张,这种膜技术要是能赶上进度,很可能第一个进入国家推荐目录,而且是唯一不采用金属材料、不使用胺液的工艺路线。
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