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由 winniewei 提交于

<p><em><span>为实现脱碳社会做贡献</span></em></p>

<p><span>株式会社东芝（以下称东芝）日前推出的</span><span>CO</span><span>2</span><span>资源化技术“Power to Chemicals”，能够通过电化学反应，将</span><span>CO</span><span>2</span><span>转换为可用作燃料和化学原料的一氧化碳。该项东芝专有技术通过堆叠（</span><span>Stacking</span><span>）电解组件进行转换处理，提升了单位面积的处理量，在长2</span><span>3</span><span>cm×宽1</span><span>2</span><span>cm左右大小的约信封大小面积内，可实现每年高达1.0吨的</span><span>CO</span><span>2</span><span>处理量。</span></p>

<p><span>虽然电解组件的堆叠会导致处理速度降低，但东芝通过自</span><span>身专有技术成功解决了堆叠导致的降速问题。通过堆叠设计</span><span>提升</span><span>了单位面积的处理量，在节约空间的同时，可大幅提升CO</span><span>2</span><span>转换设备的实用性。以一个每天排放200吨</span><span>CO</span><span>2</span><span>的</span><span>垃圾焚烧厂</span><span>（*</span><span>1</span><span>）为例，根据估算，安装约2000m</span><span>2</span><span>（相当于5个篮球场大小）的电解堆就可完成全部</span><span>CO</span><span>2</span><span>的处理。通过将电解组件进行堆叠，能够进一步扩大处理规模，这有助于该设备尽早实现实用化。</span></p>

<p><span>开发背景</span></p>

<p><span>为实现脱碳社会，减少工厂等产业部门的</span><span>CO</span><span>2</span><span>排放量势在必行。尤其对于</span><span>CO</span><span>2</span><span>排放量大的制铁、化工领域，减少</span><span>CO</span><span>2</span><span>排放量已成为紧迫课题</span><span>，</span><span>在此背景下，通过与电力</span><span>相关的化学反应（电化学反应）将</span><span>CO</span><span>2</span><span>转换</span><span>为有价值资源，并加</span><span>以充分</span><span>利用的技术正在不断进步。东芝开发的“</span><span>Power to Chemicals</span><span>”技术是利用可再生能源的剩余电力，通过电解处理</span><span>中</span><span>电极表面发生的电化学反应，将</span><span>CO</span><span>2</span><span>转换</span><span>为有</span><span>价值</span><span>资源。</span></p>

<p><span>搭载了这种技术的设备今后可以安装在对于CO</span><span>2</span><span>有处理需求的工厂内部。同时，考虑到该设备的实用化，必须进一步提升CO</span><span>2</span><span>处理能力，使其可以在有限的空间内完成</span><span>CO</span><span>2</span><span>的大规模处理。东芝通过研发专有的</span><span>电极</span><span>介质，成功提升了电流密度（*</span><span>2</span><span>），这</span><span>是</span><span>代表</span><span>CO</span><span>2</span><span>处理能力的</span><span>重要</span><span>指标。为进一步提升</span><span>处理能力，实现技术实用化，堆叠电解组件是一种有效的方法。不过，以堆叠模式进行电解的过程中，由于能量损失所产生的热量会导致</span><span>CO</span><span>2</span><span>处理能力降低（*</span><span>3</span><span>）</span><span>，</span><span>这是需要攻克的重要课题</span></p>

<p><span>本技术的特征</span></p>

<p><span>为此，</span><span>东芝研发出了在电解组件内部加入冷却装置的堆叠构造。通过在电极之间增加冷却通道，可以有效抑制热量的产生，使CO</span><span>2</span><span>转换反应停滞的问题得以解决。</span><span>由于冷却通道可以根据发</span><span>热</span><span>量进行设计，因此可以根据实际用途将电解组件进行相应的堆叠及规模化处理。利用该技术，东芝试制了由4个电极面积为100cm</span><span>2</span><span>的电解组件组成的</span><span>CO</span><span>2</span><span>电解堆，并对其</span><span>进行了运行测试，最终成功在60 NL/h（*</span><span>4</span><span>）的处理速度下完成了</span><span>CO</span><span>2</span><span>转换（每年最高可</span><span>处理</span><span>1.0吨</span><span>CO</span><span>2</span><span>），实现了常温环境下高速处理（图2）。本次研发的电解堆规格</span><span>为</span><span>长23cm×宽13cm×高23cm，以一个每天排放200吨</span><span>CO</span><span>2</span><span>的</span><span>垃圾焚烧厂</span><span>为例，根据估算，设置约2000 m</span><span>2</span><span>（相当于5个篮球场大小）的电解堆就可完成</span><span>CO</span><span>2</span><span>处理。</span></p>

<p><span>未来展望</span></p>

<p><span>东芝今后的目标是实现</span><span>CO</span><span>2</span><span>电解堆的大规模化（增加电解槽层数、加大电解槽尺寸）的同时，为将该技术导入相应的应用场景系统中而开展</span><span>实证</span><span>工作</span><span>。</span><span>东芝将力</span><span>求</span><span>在21世纪20年代后</span><span>半期</span><span>把这种能够充分</span><span>利用可再生能源</span><span>，</span><span>将CO</span><span>2</span><span>转换为资源</span><span>的，将Power to Chemicals技术投入实际应</span><span>用</span><span>。</span></p>

<p><img alt="东芝研发出可高速将二氧化碳转变为有价值资源的技术" data-entity-type="file" data-entity-uuid="88d2fc00-06e3-4d5e-a3e8-d322ac0d410d" src="http://new.eetrend.com/files/2021-03/wen_zhang_/100063549-127297-1.jpg&…; /></p>

<p><img alt="东芝研发出可高速将二氧化碳转变为有价值资源的技术" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e3a86f19-1719-4fde-9716-b409e5e3f09e" src="http://new.eetrend.com/files/2021-03/wen_zhang_/100063549-127298-2.jpg&…; /></p>

<p><span>（*</span><span>1</span><span>）参考资料：</span><a href="https://www.city.saku.nagano.jp/shigikai/gikaijoho/sisatuhoukoku/712020… href="https://www.city.saku.nagano.jp/shigikai/gikaijoho/sisatuhoukoku/712020…;

<p><span>（*</span><span>2</span><span>）实现了高水平的</span><span>CO</span><span>2</span><span>向化学原料</span><span>转换</span><span>技术</span></p>

<p><a href="http://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/detail_e/e1903_02.html"><span>http://ww… href="http://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/detail_e/e1903_02.html"><span>.co.jp/rd…;

<p><span>（*</span><span>3</span><span>）由于电解过程</span><span>中</span><span>能量损失而产生热量，在</span><span>此影响下</span><span>发生副反应生成氢，导致</span><span>CO</span><span>2</span><span>处理能力降低。</span></p>

<p><span>（*</span><span>4</span><span>）0℃、1标准大气压下的体积(L)</span></p>

<p><span>【关于东芝】</span></p>

<p><span>东芝是全球领先的多元化厂商，自1875年创立以来，推出了多项世界首创的商品和服务。近年来，东芝不断加强优势产业，推动社会基础设施、能源、电子元器件&amp;ICT解决方案等重要业务领域的发展。自1972年进入中国市场以来，东芝利用百余年所积累的经验及技术，不断地为市场推出了能够满足广大客户需求的新产品和服务。</span></p>

<p><span>更多信息敬</span><span>请</span><span>关注</span><span>东</span><span>芝中国</span><span>官方网站</span><span>及</span><span>微信</span><span>公众号</span><span>：</span><br />
<span>东芝中国</span><span>官方</span><span>网站链接</span><span>：</span><a href="http://www.toshiba.com.cn/index.html"><span>http://www.toshiba.com.cn/i…;