整個(gè)2023年NETL（美國(guó)能源部的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）在將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品方面進(jìn)行了大量創(chuàng)新，這是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(xué)物質(zhì)，用于生產(chǎn)生物燃料、食品添加劑和其他高價(jià)值產(chǎn)品，同時(shí)減少溫室氣體的排放。在實(shí)驗(yàn)室完成的測(cè)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(chǎng)和其他地點(diǎn)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(shuō):“微生物有多種新陳代謝，可以驅(qū)動(dòng)許多化學(xué)反應(yīng)。”“然而，當(dāng)它們?cè)谖覀兊膶?shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)和富集時(shí)，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(jià)的化學(xué)物質(zhì)，用途廣泛。”最近開(kāi)發(fā)的生物催化劑將二氧化碳原料轉(zhuǎn)化為格列佛所說(shuō)的“生物醋酸酯”，然后可以用來(lái)生產(chǎn)食品添加劑、酸洗劑、實(shí)驗(yàn)室試劑和其他有用的產(chǎn)品。它還可以作為原料進(jìn)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?yàn)樗梢灾苯犹娲剂希恍枰獙?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)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(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，可能導(dǎo)致災(zāi)難性的故障事件，如爆炸和排放對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，如甲烷。對(duì)抗管道腐蝕的傳統(tǒng)方法包括使用抑制劑或有機(jī)涂層，如融合環(huán)氧樹(shù)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?yàn)檠毓艿垒斔鸵种苿┖芾щy。使用有機(jī)涂層進(jìn)行管道內(nèi)部保護(hù)的主要缺點(diǎn)是耐磨性差，可能形成腐蝕焦點(diǎn)。NETL的?mer Do?an與NETL的研究人員Joseph Tylczak和Margaret Ziomek-Moroz一起進(jìn)行了這項(xiàng)創(chuàng)新，他說(shuō):“這項(xiàng)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(hù)層，抵抗溶解。”“這種新材料可以應(yīng)用于冷噴涂過(guò)程中的鋼結(jié)構(gòu)，以保護(hù)它們免受腐蝕的影響。”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?dú)饣蚝猓铀俳饘俜勰┩ㄟ^(guò)超音速噴嘴以實(shí)現(xiàn)顆粒粘附。通過(guò)使用連接在管道清管器上的機(jī)器人冷噴涂裝置，可以將涂層應(yīng)用于管道內(nèi)部。
