整個2023年NETL（美國能源部的國家實驗室）在將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品方面進行了大量創(chuàng)新，這是實現(xiàn)經(jīng)濟脫碳的重要一步。
今年，NETL的研究人員利用煤層氣井中的微生物培育出多功能生物催化劑，將工業(yè)二氧化碳廢物和其他單碳化合物轉(zhuǎn)化為有用的化學物質(zhì)，用于生產(chǎn)生物燃料、食品添加劑和其他高價值產(chǎn)品，同時減少溫室氣體的排放。在實驗室完成的測試中，研究人員發(fā)現(xiàn)，從煤層氣井中提取的微生物產(chǎn)生的生物催化劑比從石油和天然氣井場和其他地點收集的微生物產(chǎn)生的生物催化劑性能更好。煤層氣井是阿巴拉契亞煤層采礦作業(yè)的一部分。NETL的環(huán)境工程師Djuna Gulliver說:“微生物有多種新陳代謝，可以驅(qū)動許多化學反應(yīng)?！薄叭欢?，當它們在我們的實驗室中生長和富集時，它們可以作為將二氧化碳轉(zhuǎn)化為醋酸鹽的高效工具，醋酸鹽是一種廉價的化學物質(zhì)，用途廣泛?！?/span>最近開發(fā)的生物催化劑將二氧化碳原料轉(zhuǎn)化為格列佛所說的“生物醋酸酯”，然后可以用來生產(chǎn)食品添加劑、酸洗劑、實驗室試劑和其他有用的產(chǎn)品。它還可以作為原料進一步轉(zhuǎn)化為丁醇，一種生物燃料。丁醇通常被稱為“一次性燃料”，因為它可以直接替代化石燃料，而不需要對發(fā)動機進行昂貴的改裝。NETL的研究人員還發(fā)明了一種新的自修復(fù)冷噴涂涂層，用于管道內(nèi)部，防止腐蝕，這是一個常見的問題，可能導(dǎo)致災(zāi)難性的故障事件，如爆炸和排放對環(huán)境有害的物質(zhì)，如甲烷。對抗管道腐蝕的傳統(tǒng)方法包括使用抑制劑或有機涂層，如融合環(huán)氧樹脂和聚氨酯。在天然氣或二氧化碳管道中注入抑制劑具有挑戰(zhàn)性，因為沿管道輸送抑制劑很困難。使用有機涂層進行管道內(nèi)部保護的主要缺點是耐磨性差，可能形成腐蝕焦點。NETL的?mer Do?an與NETL的研究人員Joseph Tylczak和Margaret Ziomek-Moroz一起進行了這項創(chuàng)新，他說:“這項發(fā)明由一種新的富含鋅的材料組成，與現(xiàn)有的鋅犧牲涂層相比，它可以產(chǎn)生有效的保護層，抵抗溶解?！薄斑@種新材料可以應(yīng)用于冷噴涂過程中的鋼結(jié)構(gòu)，以保護它們免受腐蝕的影響?！?/span>冷噴涂是一種高能固態(tài)涂層和粉末固化工藝，適用于金屬、金屬合金和金屬混合物的多種應(yīng)用。冷噴霧使用電加熱的高壓載氣，如氮氣或氦氣，加速金屬粉末通過超音速噴嘴以實現(xiàn)顆粒粘附。通過使用連接在管道清管器上的機器人冷噴涂裝置，可以將涂層應(yīng)用于管道內(nèi)部。
