▲俄亥俄州立大学化学与生物分子工程教授L S Fan展示其实验室开发的可用于清洁能源技术的材料样品。
美国俄亥俄州立大学的工程师正在研发一种清洁能源技术。该技术可将化石燃料和生物质转化为电能，并且不会向大气中排放二氧化碳。在《能源与环境科学》发表的两篇论文中的第一篇里，工程师们报告称已经成功设计了一种在不排放二氧化碳的情况下，将页岩气转化为甲醇和汽油等产品的工艺流程。这一工艺技术也可应用于煤和生物质的产品转换。在特定条件下，该技术可以同时消耗生产过程中产生的二氧化碳及外源二氧化碳。在第二篇论文中，他们报道了显著延长颗粒（该粒子可实现将煤等化石能源转化为电能等）使用寿命的方法。这将使其具有商业化运营意义。最后，该研究团队还实现了“合成气”的低成本制造，该方法可较传统方法降低约50%的成本。
这种技术被称为化学循环，即在高压反应器中使用金属氧化物颗粒“燃烧”化石燃料和生物质，反应过程不需要空气中的氧气，而由金属氧化物为反应提供氧气。工程师谈到，化学循环可以作为可再生能源（如太阳能和风能）广泛应用前获取清洁电能的权宜之计。“可再生能源是未来的主流，”俄亥俄州立大学化学与生物分子工程教授Liang-Shih Fan（项目主持人）说，“但在风能和太阳能成为主流能源之前，我们需要一种清洁的能源来过渡，而且这种能源是在未来30年，甚至更长时间内我们能够负担得起的低成本能源。”
5年之前，反应中使用的氧化铁颗粒可以在8天左右的连续运行中循环使用100次。此后，工程师们研发了一种新的配方，使循环使用次数增加至3000次，或实验室研究中连续使用8个月。相似的配方也在小型中试中进行了测试。
关于化学循环的另一进展是合成气的生产。反过来，合成气又为许多其他化工产品（氨、塑料甚至碳纤维）提供了构造子。这正是化学循环技术的有趣之处——它为以二氧化碳为原料制造日用品的工业化提供了可能性。
现在，当二氧化碳从发电厂中被分离出来后，大多被掩埋起来，以防其进入大气而加剧温室效应。而在新技术帮助下，部分二氧化碳可以不必埋入地下，而是转化为有用的产品。Fan说道：“综上可见，这些进展将使俄亥俄州立大学的化学循环技术向商业化迈进。”
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编译：雷鑫宇 审稿：阿淼 编辑：张梦
