廈門大學(xué)馬來西亞分校王偉俊教授團(tuán)隊受邀在ChemSusChem期刊發(fā)文對通過生命周期建模評估了電催化還原CO2生產(chǎn)甲酸和乙烯帶來的環(huán)境效益,并與當(dāng)前主流的工藝進(jìn)行了對比,揭示了當(dāng)前電催化還原CO2技術(shù)的不足,提出了對該技術(shù)發(fā)展的前瞻性展望。
全球變暖已經(jīng)成為本世紀(jì)人類面臨的重大挑戰(zhàn)之一。經(jīng)過多年的發(fā)展,電催化還原CO2技術(shù)以其更溫和的操作條件、更多樣化的產(chǎn)品以及相對較高的技術(shù)成熟度有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高污染烯烴生產(chǎn)工藝實現(xiàn)更清潔的甲酸和乙烯生產(chǎn)。然而,電催化還原CO2技術(shù)的環(huán)境收益仍然模糊,基于可持續(xù)發(fā)展視角的技術(shù)評估仍然相對匱乏。生命周期評估作為一種環(huán)境績效評估工具,通過考慮產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的物料和能量流動并進(jìn)行特定的計算,生成多種環(huán)境指標(biāo),能夠系統(tǒng)地量化電催化還原CO2技術(shù)的環(huán)境影響,有助于研究人員,政府和投資者在電催化技術(shù)發(fā)展的早期階段了解其潛力。 有鑒于此,廈門大學(xué)馬來西亞分校王偉俊 (Wee-Jun Ong) 教授團(tuán)隊對電催化還原CO2生產(chǎn)甲酸和乙烯工藝進(jìn)行了建模和生命周期評估,并與常規(guī)的巴斯夫(BASF)甲酸生產(chǎn)工藝以及石腦油蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯過程進(jìn)行了對比。評估結(jié)果顯示,通過電催化還原CO2生產(chǎn)甲酸和乙烯帶來的全球變暖負(fù)擔(dān)分別是常規(guī)工藝的5.6和1.6倍,當(dāng)前高額的電力消耗和落后的催化產(chǎn)能限制了電催化還原CO2技術(shù)的環(huán)保效益。為了進(jìn)一步了解電催化還原CO2工藝在未來的環(huán)境潛力,作者針對電力消耗問題假設(shè)了與可再生的電力供應(yīng)相結(jié)合的理想情景并進(jìn)行了敏感度分析。結(jié)果證實,整合水力發(fā)電的電催化還原CO2工藝有利于保障人類健康、改善生態(tài)環(huán)境以及節(jié)約石化資源等?;谠u估結(jié)果,該研究指出,優(yōu)化物料和能源回收過程并構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì),有助于減少電催化還原CO2技術(shù)所帶來的環(huán)境負(fù)擔(dān)。同時加強(qiáng)可再生能源基礎(chǔ)建設(shè),構(gòu)建適合于電催化還原CO2技術(shù)的能源供應(yīng)鏈將有助于實現(xiàn)最終的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。 論文信息 A Prospective Life Cycle Assessment of Electrochemical CO2 Reduction to Selective Formic Acid and Ethylene Ling Ai, Sue-Faye Ng, Prof. Wee-Jun Ong ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202200857













