近年来，全球二氧化碳排放量呈上升趋势，众所周知，二氧化碳排放量过多可加剧温室效应，造成全球的气候异常。如今，如何最大限度地减少二氧化碳的排放，以及如何将排放出来的二氧化碳进行再利用成为很多科学研究者努力攻关的课题。
近日，东北大学一个大学生发明团队研发了一个高效低污染的二氧化碳变温吸脱附系统，不仅能够收集火力发电厂排放的低温烟气中的二氧化碳，而且还能减少烟气造成的热污染，不失为一种节能环保的优秀创意。
在这个二氧化碳变温吸脱附系统中，研究团队就是利用这种“低品位热能”来捕集二氧化碳气体的
这个二氧化碳变温吸脱附系统的全名为“一种基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统”，是由东北大学新能源科学与工程专业13级的学生王昊、于洋、欧阳硕创意完成的。如今，它已经获得国家专利局实用新型专利。虽然这套系统的名字读起来比较拗口，但事实上其功能并不难理解，其中所谓“低品位热能”是热能工程方面的专业名词，指的是难以利用的热能，这种热能在我们的生活中随处可见，例如空气中的热量、海水中的热量、企业生产过程中产生的低品位废热，甚至是汽车尾气排放的热量等。如何将这种热能进行再利用，目前成为全世界关注的一个热点问题。
在这个二氧化碳变温吸脱附系统中，研究团队就是利用这种“低品位热能”来捕集二氧化碳气体的。研发团队成员之一的王昊介绍：“这套系统适用于二氧化碳高排放企业，例如大型钢厂、火力发电厂等，我们日常使用的家用汽车尾气中虽然也含有二氧化碳，但目前对其有一种更为高效实用的方法，即将汽车尾气的热能转化后给混合动力的汽车充电。”
对于火力发电厂这种二氧化碳排放“大户”来说，其排放废气中的二氧化碳气体含量可达到15%，为减少二氧化碳排放量，一种做法是使用化学试剂进行中和，“这种方式的好处是方便省力，但一般来说，中和二氧化碳使用的是氧化钙，这种物质如果没有充分与空气反应，其本身是有腐蚀性的，对环境还是会有一定污染的。”他说，实际上，这种方式是将对大气的污染转移到水或土壤中，并没有根治二氧化碳污染的问题。
这个系统产生的高浓度二氧化碳气体是有很高的经济价值的，比如很多食品厂的食品包装袋中会充入二氧化碳，可以为食品保鲜
目前，这个二氧化碳变温吸脱附系统尚处于实验室阶段，它主要由管道和吸附设备组成，以烟气中的低品位热能作为能量来源，并采用一种可循环利用且经济可靠的名为沸石13X的物质作为吸附剂，吸附二氧化碳气体。王昊说：“这种沸石13X的性能十分特殊，当温度达到约60摄氏度时，它便开始吸附二氧化碳；而当温度升到约120摄氏度时，其吸附作用便消失了，此时，二氧化碳气体会从中被释放出来。”利用沸石13X的这种物理特性，通过调控其温度，经过两步吸附后，系统便可以得到纯度高达95%的二氧化碳气体了。
王昊回忆，研发这个系统花了一年半的时间，而在研发过程中，问题时有发生，比如加热的烟气会腐蚀系统的换热装置，因此，最初他们想在系统中加入一种导热油，利用烟气加热导热油，再用导热油的热量为换热装置加热，从而促使吸附剂进行吸附工作，“后来，我们发现采用这种方式后，吸附剂的吸附效果并不好，因此最终只能选择直接用烟气加热换热装置，而对于腐蚀的问题，我们则改用涂防腐涂层的方式保护换热装置表面不受腐蚀。”他说。
这个系统产生的高浓度二氧化碳气体是有很高的经济价值的，比如很多食品厂的食品包装袋中会充入二氧化碳，由于二氧化碳属于惰性气体，因此它可以为食品保鲜；啤酒厂和饮料厂使用二氧化碳气体可以做出美味可口的啤酒和碳酸饮料，另外它在化工方面也有很多应用之处。“虽然目前这个二氧化碳变温吸脱附系统的工作效率并不高，还有待改进，不过，与其将这些火力发电厂排放的热量和二氧化碳气体白白浪费掉，还不如将其变废为宝，收集起来转做他用。”王昊说。
本报记者 肖明舒
新闻来源 《城市快报》2016年11月27日