第843章 移民火星的基礎技術之一

  第843章 移民火星的基礎技術之一

  多孔液態DAC二氧化碳捕集系統。

  這就是川海材料研究所最新突破的重大技術，也是樊鵬越為徐川準備的驚喜。

  看著眼前這台體型龐大的設備，徐川眼中帶著饒有興趣的神色，開口道：「給我介紹一下吧。」

  二氧化碳轉變成氧氣、澱粉、葡萄糖、汽油、石墨烯等材料並不是什麼前沿技術。這些轉換技術早在十幾年前其實就已經有了完整的路線，並且在各國的實驗室中實驗成功了。

  當然，節能且高效率的轉化技術依舊是難題。

  不過這並不是重點。

  這項技術的難題重點在於如何從大氣中收集那占比少的可憐的二氧化碳。

  要實現脫碳社會，不僅是工廠等排放的高濃度二氧化碳，回收空氣中低濃度的二氧化碳、即直接空氣碳捕集也是關鍵。

  這才是最難的地方，他很好奇川海材料研究所這邊是怎麼做到的，效率又能做到一個怎樣的地步。

  大師熊樊鵬越點點頭，開口介紹道：「多孔液態DAC二氧化碳捕集系統，一款集二氧化碳捕集與轉化一體的裝置。」

  「它採用了離子交換膜+異佛爾酮二胺相結合的技術，通過電力驅動，來捕集大氣中的二氧化碳，在濃度為400ppm的空氣，去除大氣中二氧化碳的能力超過99%！」

  「也就是說，在目前的大氣環境中，它對二氧化碳的過濾吸附能力高達99%以上，依據濃度不同，是市面上普通二氧化碳吸附技術或材料的二十倍-五十倍以上，哪怕是最優秀的胺材料，也只有它的五分之一到十分之一左右」

  聽到這個解釋，徐川有些訝異：「400PPM的濃度，吸附指數能達到99%？」

  這個數值，有點牛逼啊。

  不，可以說是牛逼極了。

  要知道常規的以離子交換膜等、化學溶劑等物質吸附效率一般都只有可憐的個位數，哪怕是性能優異的特定溶劑，其吸附效率一般也只有十幾個地點而已。

  百分之九十九的吸附效率，而且還是在常規大氣環境中。

  這個概念，哪怕是徐川，也不得不說一聲『厲害了！』

  身旁，樊師兄臉上堆滿了笑意，開口說道：「不然怎麼跟你說是驚喜呢？」

  說著，他走到眼前這台多孔液態DAC二氧化碳捕集裝備前，敲了敲用隔離網保護起來的內部離子交換膜材料，接著說道：

  「被異佛爾酮二胺吸收的二氧化碳可以與之相結合，形成片狀的固體氨基甲酸材料，很容易地從原本的液體中去除。」

  「而它分離二氧化碳的方法也很簡單，那就是將其加熱到六十度以上，那麼裡面被吸附的二氧化碳則可以重新轉換氣態，這也會釋放出原來的液體異佛爾酮二胺材料，重新進入系統循環使用。」

  「而且異佛爾酮二胺具有高耐久性，經過目前超過四十八個小時的實驗後後，仍能以超過99%的效率持續吸收大氣中二氧化碳，即使反覆吸收和釋放二氧化碳至少一百次之後，也沒有觀察到其性能下降，可以反覆使用。」

  「至於分離出來的二氧化碳，後續可以以固體或氣體的形式進行保存。在工業或化學過程中被儲存或再利用。」」

  「此外，它還可以連接上二氧化碳轉化裝置，可以直接在這套設備內部將其轉變成澱粉、氧氣、葡萄糖等物質。」

  「不過要將裝換裝置整體納入多孔液態DAC二氧化碳捕集裝置中，我們需要將它造的比較大就是了。」

  「另外還有一個缺點則是，異佛爾酮二胺這種材料的價格不算便宜，按照目前的市價來算，大概要花費差不多兩百塊一千克。」

  「而一千克異佛爾酮二胺材料，按照最高吸附效率來算，只能鋪設兩平米左右的吸附面積，再大，吸附效率就會降低了。」

  「另外在吸收和釋放的過程中，因為加熱的原因，會極少量的損失一些異佛爾酮二胺材料，這些都算是缺點。」

  「不過我們正在想辦法降低它的合成費用。」

  徐川點了點頭，滿意的說道：「已經很不錯了。」

  碳捕獲和重新利用技術的發展對鋼鐵、水泥和化肥製造等難脫碳的行業非常重要，但成本卻非常昂貴。

  兩百軟妹幣一千克雖然的確有點貴，但如此高效率的吸附能力，相信有很多工廠會為其買單的。

  而且捕集吸附後二氧化碳，本身就是一種資源，無論是工業用途還是直接賣給其他廠商，都能帶來一筆收入。

  儘管並不算很多，但是隨著時間的積累，這筆收入還是相當可觀的。

  它就像是光伏發電或傳統的核裂變發電一樣，前期的投入較大，但一次建成後，可持續產生收益的時間很長。

  此外，除了工業化的應用外，這項技術還非常契合大型城市。

  因為人口密集加上工業化的關係，大型城市中的二氧化碳含量要遠超出其他的區域。

  如果說地球大氣層的二氧化碳濃度平均是0.04%，那麼大型城市中的二氧化碳濃度能達到0.07%（700PPM）以上，甚至更高。

  而高二氧化碳含量的大氣，勢必會造成更嚴重的溫室效應。

  一到夏天，農村的溫度三十度的時候，城市中能超過三十五度，甚至更高。

  這一點無論是在國內還是國外，都是必然的。

  如果在城市中批量部署多孔液態DAC二氧化碳捕集系統，當二氧化碳的濃度大幅度降低的時候，溫室效應自然也能夠得到減弱。

  溫度降低，城市自然更適合居住。

  而除了地球上的應用外，更關鍵的是，這項技術在徐川的規劃中，本身就不是為了地球而研發的。

  它是為了火星改造而開發的技術之一。

  對於這種星際移民方向的科技，成本再高，只要沒高昂到超過從地球上運送物資過去，都是可以接受的。

  不得不說，這次川海材料研究所的確給他帶來了一個巨大的驚喜。

  看樣子航天領域的工作安排，針對火星的探測，可以往前提一些了。

  看著眼前這台多孔液態DAC二氧化碳捕集設備，徐川思忖了一會後開口詢問道：「它對於周邊區域的影響有多大，你們實驗過了嗎？」

  樊鵬越看了過來，有些沒太懂：「周邊區域的影響有多大？什麼意思？」

  徐川想了下，換了種說法，道：「簡單的來說，就是部署一台多孔液態DAC二氧化碳捕集設備後，它能夠淨化大概多大面積的區域？」

  聽到這個問題，樊鵬越搖了搖頭，道：「這個暫時還沒有進行詳細的測試，畢竟這只是實驗室產品，如果要做這種測試，我們恐怕需要改造一棟大廈的一層或者更多。」

  「而且外部空氣的流動速率，對於它的淨化範圍也是有影響的。畢竟這台設備依賴的是接觸性質來吸附捕集大氣中的二氧化碳。」

  停頓了一下，他接著道：「淨化效率這種東西，是依據接觸面積來的。」

  「以目前的實驗數據來看，一平米麵積的離子交換膜+異佛爾酮二胺，可以實現大概一小時0.03噸，也就是約100立方米左右的淨化速度，通過的空氣速度越快，對於二氧化碳的吸附捕集能力就越低。」

  聽到這個回答，徐川皺著眉頭追問了一句：「一小時一百立方米的空氣淨化速度，算快還是慢？」

  對於空氣淨化的速度這些，他的確不是很了解。

  不過這個淨化速度，他並不是很滿意。

  太慢了。

  一平米一小時一百立方米，對於一座城市來說，這個速度簡直慢的令人髮指。

  更別提後續如果將其應用到火星上，對整個火星的大氣進行改造了。

  以地球為例，地球大氣圈的總質量為約六千萬億噸，以大氣層的厚度和平均氣體密度簡單的算一下，大概有468440060000立方千米。

  按照這個數字來算

  算了，他都不想算了，猴年馬月都淨化不完一遍。

  就算是火星的大氣層遠比地球稀薄，但是改造一個星球，工程量之龐大，也是難以想像的。

  在面對行星級體量前，一平米麵積一小時淨化一百立方米每噸空氣的速度真的太慢了。

  身旁，樊鵬越開口回道：「每平米一百立立方米的淨化速度並不算快，差不多是一個普通的空氣淨化器在一小時內可以淨化的空氣總量。」

  「不過對於那些性能優異的空氣淨化器來說，每小時可淨化的空氣立方數可以達到五到十倍以上。」

  「當然，兩者的情況不同，很難相提並論。」

  「空氣淨化器裡面使用的大多是顆粒物或者固體淨化材料，可以以更快的速度通過空氣。」

  「而異佛爾酮二胺的形態是液態的，要想以更高的速度通過空氣很難做到。」

  徐川點了點頭，道：「能將異佛爾酮二胺在不影響或較少減弱吸附捕集二氧化碳的能力的基礎上，將其改成固態嗎？」

  「一百立方米每小時的淨化速度，有點太慢了。」

  樊鵬越思索了一下，道：「比較難，不過研究所這邊可以試試。」

  徐川想了想，開口道：「嗯，可以嘗試一下高壓低溫的方向，我記得大部分的胺類物質在這類環境中都會呈現固態。」

  「另外也可以嘗試一下與其他化合物結合，不用過於擔心降低性能，只要不是大幅度的下跌，通過更高的空氣流速來換取更快的淨化能力是可行的。」

  「按照我的要求，一立方平米的面積，至少要達到2000立方米每小時以上的吸附速率。」

  聞言，樊鵬越扯著嘴苦笑了一下，開口道：「這搞不好得尋找新的材料，異佛爾酮二胺並不一定能滿足需求。」

  徐川笑著道：「這個沒關係，異佛爾酮二胺滿足地球上的使用足夠了，還有足夠的時間來優化或者研發新材料。」

  「資金方面的問題不用擔心，人手方面，目前這個項目有多少人在做？」

  樊鵬越想了想，道：「二氧化碳利用技術總共的研發團隊是四十三人，不過有多個項目，多孔液態DAC二氧化碳捕集系統的研發團隊只有十四個人。」

  徐川毫不猶豫的開口道：「人手增加，總團隊擴增到一百五十人，多孔液態DAC二氧化碳捕集系統的研發團隊擴展到至少五十人。」

  「研究所的人數不夠就從外面挖，主要重心放到二氧化碳的高效捕集上。」

  徐川很清楚，如何從空氣中捕集二氧化碳才是這項技術的核心，核心技術占據研發團隊總數的三分之一併不多。

  樊鵬越點了點頭，道：「行，我記下來了，還有其他的安排嗎？」

  徐川想了下，道：「暫時沒有了，不過先讓這台設備運行一次吧，我看看具體的表現，另外完整的實驗數據給我的一份，我有用。」

  樊師兄點了點頭，朝著實驗室裡面喊了一聲，讓幾名正在忙碌著的研究人員暫停下了手中的工作，開始準備對多孔液態DAC二氧化碳捕集進行測試。

  這並不是一個很難的過程，實驗室具備了完整的通風系統，可以快速的將房間裡面原本因為之前做實驗而淨化過一次二氧化碳的空氣整體替換成外面的。

  而多孔液態DAC二氧化碳捕集器的開啟也並沒有太多的聲音。

  不過出於實驗的嚴謹性，在整體進行實驗的時候，實驗室將處於密封的狀態，包括實驗人員和會產生二氧化碳的設備也全都會關閉，以避免對二氧化碳的捕集淨化效果產生干擾。

  時間並不是很長，只花費了幾分鐘左右的時間，這台實驗用的多孔液態DAC二氧化碳捕集器便將整個實驗室內部的空氣整體過濾了一遍。

  在完成淨化過濾工作後，實驗室內部的監控設備自動採集了數個點位的氣體對其進行了成分分析，結果也很快就出來了。

  看著手中的報告，徐川頗為滿意的點了點頭。

  從點位取樣的數據來看，實驗室中經過輪換後的空氣中二氧化碳的濃度從原本的582.76PPM降低到了6.17PPM。

  這種對二氧化碳的捕集效率，完全可以說超越了市面上所有的二氧化碳吸附設備，效率高的驚人。

  (本章完)

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