探索高效的納米吸收劑，發展燃煤溫室氣體的減排技術

全球變暖的現實正不斷地向世界各國人們敲響警鐘。據聯合國統計，環境難民的數目已達到2500萬，遠遠超過了政治難民，而且預計到2050年時，全球變暖所導致的環境難民數量將達到2億，許多非洲國家將是重災區。

氣候變暖對我國的影響也是十分明顯和不容忽視的。近百年來，我國的平均氣溫上升了0.5～0.8℃，以冬季和西北、華北、東北地區最為明顯; 沿海海平面每年上升了1～3毫米。

近50年來，渤海和黃海北部冰情等級下降，西北冰川面積減少了21%，西藏凍土最大減薄了4～5米；高原內陸湖泊水面升高；青海和甘南牧區產草量下降。

20世紀80年代以來，春季物候期提前了2～4天，北方干旱受災面積擴大，農業損失加重；南方洪澇加重，經濟和生命損失加大。而且，這種影響的程度正在不斷加大。

根據2007年我國《氣候變化國家評估報告》預測，2050年中國年平均氣溫將升高2.3～3.3℃，全國平均年降水量可能增加5%～7%。華南地區受海平面上升影響顯著，預計到2100年的上升范圍是60～74厘米，這將對珠江三角洲等低洼地區帶來嚴重影響。

研究表明，近50年的氣候變暖主要是人類使用化石燃料排放的大量C02等溫室氣體的增溫效應造成的。而我國的能源結構主要以煤為主，即使到2050年，煤在我國一次能源中的比重仍將高于50%。因此，發展燃煤C02排放技術迫在眉睫。

鈣基吸收劑循環捕捉C02技術屬于燃燒后C02的減排技術，其基本原理是通過鈣基吸收劑中的氧化鈣成分捕捉燃煤煙氣中15%左右的低濃度C02，然后在C02或水蒸氣氣氛下進行煅燒，得到約100%的高濃度C02氣流，便于壓縮封存。固體產物氧化鈣則被循環利用。該技術的主要問題是鈣基吸收劑在長時間的高溫反應中吸收C02的活性會隨著循環次數的增加而發生巨幅衰減。因此，提高鈣基吸收劑在循環反應過程中C02捕捉效率的穩定性成為該技術亟待解決的主要難題。

發表在《中國電機工程學報》2011年第31卷第8期（2011年3月15日），華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室的鄭瑛教授和羅聰、丁寧博士生等人的論文對這一問題進行了新的探索，他們提出了一種簡單有效的方法來解決這一難題。該方法基于當下前沿的納米技術，是對現有鈣基吸收劑的重大改進。為得到高溫條件下可高效循環利用的鈣基吸收劑開辟了一條全新道路。

華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室鄭瑛教授領導的研究小組在國內率先開展鈣基吸收劑循環捕捉燃煤C02技術的研究，承擔了國家重點基礎研究發展規劃（973計劃）項目，以及多項國家自然科學基金項目。

申請及獲得國家發明專利3項，發表相關論文數十篇。該項研究成果為鈣基吸收劑循環捕捉C02技術的發展具有推動作用，也為納米鈣基吸收劑在潔凈煤利用技術中的應用提供理論基礎。

總之，發展可重復高效利用的納米鈣基吸收劑理論與技術，不僅提高了吸收劑的C02捕捉效率，而且為日新月異的納米技術在清潔能源領域的應用提供了新思路。

隨著納米科技的迅猛發展，以及納米材料應用成本的逐步降低，該技術必將在未來潔凈煤利用技術中得到廣泛的應用。