Creating Chemistry 杂志总第九期

回收二氧化碳是否有意义？

可持续发展：产品制造或能源生产过程中通常会生成温室气体，即二氧化碳。除了释放到大气中，理论上二氧化碳也可以用作原料，然而实践起来仍然颇有难度。

Climate protection is a central component of the BASF strategy. For many years, the company has been continuously reducing its CO2 emissions. For further significant reduction innovative processes, such as the synthesis gas direct conversion for the synthesis of olefins, our research is developing. Olefins are intermediate substances, for the production of cleaning materials, aroma chemicals or superabsorbents. New process technologies and catalysts can reduce the carbon footprint of olefin production by up to 50 percent. Lab Team Leader Sabine Schuster and chemical laboratory technician Oliver Secosan are changing the catalysts in the new synthesis gas direct conversion plant.

二氧化碳是许多生物呼吸的副产物，天然且无毒。木头、煤、油或天然气燃烧时也会释放出二氧化碳。大气中二氧化碳的浓度极低，仅为0.04%。然而，它在温室气体中占比很高。二氧化碳能吸收地球释放到太空的一部分热量，并将其反射回来。

用二氧化碳制作吸水效果极佳的尿不湿

这听起来不可思议，但对研究人员来说，这即将成为现实。例如，巴斯夫正致力于用二氧化碳和乙烯合成丙烯酸钠。丙烯酸纳是超强吸水剂的重要原料，广泛用于尿不湿和其他卫生用品中。类似案例不胜枚举。全球各公司都在努力将这种由一个碳原子和两个氧原子构成的化合物用于制造新产品，例如硬质泡沫或纤维中间体。问题在于二氧化碳分子的惰性极强，需要大量能量才能与其他分子发生反应。

“经过九年的研究，我们用二氧化碳成功生产出丙烯酸钠。起初，反应过程非常复杂，极易失败，而且成本高昂。”巴斯夫均质催化研究团队负责人Rocco Paciello博士说。此外，气态二氧化碳和乙烯化合物发生大规模反应时，有许多参数互相影响，很难把控。“如果更改一个参数，所有其他参数也会随之受到影响。六个月前，反应速率是我们面临的最大挑战。”Paciello说。不过，他表示，在合适的催化剂帮助下，现在情况已经好多了。“目前的主要问题是反应混合物再处理过程中能耗过高。”因为只有减少能源投入，这一工艺才能在经济上可行。只有这样，相对于传统工艺，二氧化碳作为原料的成本优势才会真正凸显出来。

回收二氧化碳对气候变化是否有影响？有，但不大

在可预见的未来，二氧化碳不会仅仅只作为原料存在。在巴斯夫，用二氧化碳作为原料生产丙烯酸钠一直只在实验室规模进行。要想实现工业化生产，还需一段时日。Paciello表示：“大约五年内我们有望实现工业化生产。”

然而，即便化工行业广泛使用二氧化碳作为原料，对气候变化的影响也微乎其微，这点也显而易见。因此，对巴斯夫而言，向气候友好型生产转型的重点仍将是如何减少二氧化碳排放。巴斯夫的目标是到2030年维持二氧化碳排放总量不变。此外，巴斯夫正在研究全新的生产技术，旨在进一步减少或完全避免二氧化碳排放。基础化学品是研究重点，因为仅生产这些基础化学品就能产生化工行业大约70%的二氧化碳排放量。除了开发新工艺，对于未来如何更多地利用可再生资源的研究也在进行中。例如，巴斯夫正在研究各种新想法，包括电加热蒸汽裂解装置，即在850ºC裂解原油。如果利用可再生电能替代目前使用的天然气加热，那么二氧化的碳排放量最高可降低90%。

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