光催化CO2和CH4重整催化剂研究进展
2023-10-07黄玉飞李子怡黄杨强金波罗潇梁志武
黄玉飞,李子怡,黄杨强,金波,罗潇,梁志武
(湖南大学化学化工学院,湖南 长沙 410082)
自前工业化时代以来,化石燃料的大量燃烧及人类的活动导致了大气中CO2、CH4及N2O等温室气体的浓度不断增加。在漫长的时期内,全球的CO2气体浓度在230μL/L上下波动。令人印象深刻的是,对温室效应贡献达50%以上的CO2气体浓度已从工业化前的280μL/L 上升到如今的415μL/L 左右,且在过去十年内的年增长达到了2.1μL/L,如图1 所示。此外,国际能源署的最新报告指出,2021年全球能源相关的CO2排放量超过363亿吨且年增长6%,达到历史最高水平,表明CO2排放已经达到了一个可造成严重人为气候变暖的水平。众所周知,全球气候变暖带来了极端气候事件频发、土地沙漠化、海平面上升、生物多样性遭到破坏及人口健康和卫生系统风险显著增加等问题,严重威胁人类的生存环境及经济的可持续发展[1-3]。

图1 全球大气中CO2的浓度变化及对地表温度的影响
基于我国富煤少油少气及区域发展不平衡的基本现状,我国在第七十五届联合国大会上提出“中国立争在2030年前达到碳峰值,2060年前实现碳中和”的“双碳”目标[4]。目前,CO2的捕集、利用与封存技术(CCUS)可实现化石能源的高效利用,是实现温室气体减排及全球低碳发展的关键技术之一[5-7],其技术路线如图2 所示。然而,我国现阶段的CCUS技术尚处于早期发展阶段,部分较为先进的CCUS技术仍处于实验室研究阶段,尚未进行工业化应用。另外,中国目前的CCUS项目的经济成本在120~900CNY/t,与国内50~60CNY/t 的碳价水平形成了巨大的反差,让众多的企业望而却步,导致相对较低的碳市场交易率。……
