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煤制液体燃料可能会便宜得多

时间：2022-02-14 14:16:28 来源：

埃因霍温科技大学的研究人员已经开发出铁基催化剂，这些催化剂可大大降低运营成本并为捕获煤制油燃料工艺（CTL）产生的大量二氧化碳打开大门。在未来几十年中，世界上主要的能源资源中，越来越多的能源将用于CTL，

研究小组的结果已发表在《科学进展》杂志上。

要了解此成就的重要性，需要了解CTL流程。第一步是将煤转化为合成气，即一氧化碳（CO）和氢气（H2）的混合物。使用所谓的费-托法，这些成分被转化为液体燃料。但是在此之前，必须更改合成气的组成，以确保最终生产出正确的产品-液体燃料。因此，在称为水煤气变换的过程中，一些二氧化碳通过将其转化为二氧化碳而从合成气中去除（被拒绝）。

在这一连锁反应中，研究人员解决了费托反应器中的关键问题。与大多数化学处理一样，需要催化剂才能进行反应。CTL催化剂主要是铁基的。不幸的是，它们将约30％的CO转化为不需要的CO2，在此阶段，这种副产物难以捕获，因此经常大量释放，消耗大量能量而无益。

北京和埃因霍温的研究人员发现，CO2的释放是由于铁基催化剂不是纯净的，而是由多种成分组成的。他们能够生产纯净的特定形式的碳化铁，称为epsilon碳化铁，具有极低的CO2选择性。换句话说，它几乎不产生二氧化碳。

Epsilon碳化铁的存在已为人所知，但直到现在，它对于苛刻的费托工艺仍不够稳定。中荷研究小组现已表明，这种不稳定性是由催化剂中的杂质引起的。相比之下，即使在23 bar和250摄氏度的典型工业加工条件下，他们开发的纯相ε碳化铁仍是稳定的，并保持功能。

新型催化剂消除了费托反应器中几乎所有的二氧化碳生成。对于典型的CTL工厂而言，这可以每年减少约2500万欧元的能源消耗和运营成本。现在可以在之前的水煤气变换阶段中除去在此阶段中先前释放的二氧化碳。这是个好消息，因为在此阶段更容易捕获。实现这一目标的技术称为CCUS（碳捕集，利用和封存）。它是由其他方开发的，已经在多个试验工厂中得到应用。

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将煤转化为液体燃料在富煤国家（如中国和美国）必须进口石油以供应液体燃料的国家中尤其重要。“我们意识到，我们的新技术促进了使用煤衍生的化石燃料的使用。 。但是，煤炭丰富的国家很可能在未来几十年内继续开发其煤炭储量。我们想帮助他们以最可持续的方式做到这一点。”埃因霍温科技大学首席研究员艾米尔（Emiel Hensen）教授说。

研究结果可能会减少开发基于钴的CTL催化剂的工作。钴基催化剂没有二氧化碳问题，但由于电池中钴的使用，它们价格昂贵，并迅速成为稀缺资源，占电池总钴消耗量的一半。

Hensen预计，新开发的催化剂还将在未来的能源和基础化学品行业中发挥重要作用。原料不是煤炭或天然气，而是废物和生物质。合成气将继续是主要元素，因为它也是这些新原料转化的中间产物。

这项技术将受到燃料消费者和煤炭行业的欢迎。绿色人群经常将煤炭作为二氧化碳的目标，这是有道理的。但是，这项技术很可能会使投诉的二氧化碳部分短路。

通过布莱恩·韦斯特豪斯（Brian Westerhaus）通过新能源和燃料


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