國外最新研究：太陽能分解石灰石生產水泥可減排

　　大型菲涅爾透鏡聚焦太陽光，把石灰石加熱到900°C。同時利用太陽能電池發(fā)電，分解石灰石，形成石灰，以制備水泥。

　　喬治·華盛頓大學（Washington University）的研究人員使用螺栓，把笨重的奇妙裝置連接在一起，他們說可以有效利用陽光能量，驅動新穎的化學過程，制成石灰，石灰是水泥的主要成分，這樣做不排放二氧化碳。這種設備可以利用大約一半的陽光能量。相比之下，太陽能電池板只能把15%的陽光能量轉換成電能。

　　巖石粉碎器：兩個大型菲涅爾透鏡（Fresnel lenses）聚焦太陽光，加熱石灰石，使達到900°C。較小的透鏡把光線聚焦到小型太陽能電池上，可產生足夠的電力，分解石灰石，形成石灰，以制備水泥，副產品是氧氣和石墨。

　　僅水泥生產排放就占人為溫室氣體總量的5%至6%，而且大部分排放是因為生產石灰。傳統(tǒng)的水泥生產中，有些溫室氣體排放是因為使用化石燃料，要加熱石灰石達到高溫，大約1500°C。取代化石燃料，采用可再生能源是簡單的，但不一定經濟。新的研究集中解決更困難的問題。水泥生產過程中，約60%的二氧化碳排放量是這一過程所固有的。石灰的生產需要加熱石灰石，也就是碳酸鈣（calcium carbonate），直到它釋放二氧化碳。 新工藝改變了這一化學過程。它不是排放二氧化碳，而是轉換這種氣體，結合加熱和電解，制成氧氣、碳或者一氧化碳，這要取決于所采用的溫度。碳和一氧化碳都是有用的產品，不這樣的話，就要用化石燃料生產。 為了使電解更實用，研究人員混合固體碳酸鈣與液體碳酸鋰（lithium carbonate），碳酸鋰熔融溫度要最有利于這一過程，大約是900°C。這種液態(tài)形式有利于電解。升高溫度會降低電解所需的電量，使石灰沉淀出混合物，這樣就很容易收集。在較低溫度下，石灰可溶性更強，所以不會沉淀。 為了演示這個過程，研究人員制作了一款設備，包括三個菲涅爾透鏡，用于聚焦太陽光。兩個透鏡加熱混合的碳酸鋰和石灰石。這些是最大的透鏡。它們的相對大小反映了一個事實，就是這一過程中所需的大部分能量是用于加熱混合物。第三個是較小的透鏡，把光線聚焦到高效率太陽能電池上，可提供相對少量的電力，用以電解炙熱的碳酸鹽混合物。 這一設備只是一個概念循證產品，不準備商業(yè)化。它體積小，而且只有在陽光充足時才能運行，間歇性運行是一種不理想的工業(yè)生產方法。研究人員建議，使用熔鹽儲存熱能，這種系統(tǒng)用于一些太陽能熱電站。這就使這一工藝可以晝夜運行。電力產生要用熱量產生蒸汽，驅動渦輪機，就像太陽能熱發(fā)電廠那樣，也可采用任何其他電力來源。 斯圖亞特利希特（Stuart Licht）是喬治華盛頓大學的化學教授，他領導這項研究，他估計，這一工藝如果可以擴大規(guī)模，就會比傳統(tǒng)的石灰生產更便宜。他說，這比太陽能電池板更有效，因為它使用的部分太陽光譜，太陽能電池不能有效地轉換成電能。 這一工藝仍然需要大量的能量，C12能源公司（C12 Energy）首席執(zhí)行官庫爾特豪斯（Kurt House）說，他開發(fā)了低碳混凝土生產工藝。他說：“這歸根究底要看你想如何使用太陽能。 如果效率一樣好，就像他們說的那樣，那我就同意，這是非常非常有趣的，但我仍然懷疑?！?