鈣循環和逆水煤氣變換反應相結合 實現二氧化碳高溫捕集和原位轉化
近日，在華東理工大學錢鋒院士團隊和教授劉洪來團隊支持下，該校化學與分子工程學院教授胡軍聯合英國謝菲爾德大學教授王美宏，通過合成具有吸附/催化雙功能的復合材料，將鈣循環（CaL）和逆水煤氣變換反應（RWGS）相結合，實現了在同一反應塔相同溫度下，對模擬工業裂解煙氣進行二氧化碳高溫捕集和原位轉化。該研究成果以封面形式發表于《能源與環境》，并申請了2項發明專利。
據了解，該集成技術具有優異的高溫二氧化碳捕集性能，材料的二氧化碳吸附容量高達9.0摩爾/公斤，成功解決了鈣循環（CaL）過程氧化鈣易燒結的工程瓶頸問題，獲得長效循環操作穩定性；首次提出了“氧化還原異質結”的雙金屬催化策略，使二氧化碳原位轉化率接近90%，產品氣中一氧化碳選擇性接近100%，避免了后續分離的工程復雜性。
這項集成技術充分利用了高溫煙道氣熱值，幾乎不需要額外的反應能量輸入，并大幅度降低了常規二氧化碳捕集降溫、反應升溫的巨大能耗。同時，碳捕集和轉化在同一塔中即可實現，與傳統二氧化碳捕集與轉化分別單獨運行的工藝相比，減少了設備的大規模投資及初期建設和運行費用，操作成本大幅度下降，約為最新文獻報道的CaL捕集和RWGS轉化單獨操作成本之和的1/3。此外，該技術所產生的合成氣，為后續生產甲醇、乙烯等高附加值產品提供了原料氣。
專家表示，這項高效、節能、低成本的集成工藝技術為加快推進石油化工綠色制造提供了創新發展的基礎。
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