2023年，加拿大固碳除碳解決方案提供商Svante Technologies Inc.（Svante）的首個(gè)項(xiàng)目完工——與此前采用胺液、沸石分子篩、活性炭等傳統(tǒng)碳吸附材料不同的是，該項(xiàng)目使用的是巴斯夫生產(chǎn)的MOFs，即金屬有機(jī)框架材料，這也意味著人類(lèi)正式將MOFs從實(shí)驗(yàn)室?guī)нM(jìn)工廠(chǎng)，從云端拉到地面。

原理與工藝簡(jiǎn)介

在Svante公司的項(xiàng)目中，MOFs是核心固體吸附劑，基本原理是利用MOFs材料巨大的比表面積和特定的孔道結(jié)構(gòu)，像海綿一樣物理吸附或通過(guò)特定的化學(xué)作用選擇性捕獲煙氣或空氣中的二氧化碳分子。Svante公司將巴斯夫提供的MOFs材料集成到其專(zhuān)有的碳捕獲設(shè)備或系統(tǒng)中，作為其中的核心吸附組件。含有二氧化碳的廢氣通過(guò)裝有MOFs吸附劑的裝置。MOFs材料選擇性地捕獲二氧化碳，而其他氣體成分則通過(guò)。當(dāng)MOFs材料吸附飽和后，通過(guò)改變條件（如升溫、降壓）進(jìn)行脫附，釋放出高濃度的二氧化碳以供利用或封存，同時(shí)MOFs材料得以再生并循環(huán)使用。Svante公司正在將這套解決方案向氫氣生產(chǎn)、紙漿和造紙、水泥、鋼鐵、鋁和化學(xué)品等領(lǐng)域推廣。

傳統(tǒng)固碳材料局限

傳統(tǒng)液體吸附劑主要采用有機(jī)胺化合物溶液（如乙醇胺、甲基二乙醇胺），利用其堿性與二氧化碳中和生成碳酸鹽實(shí)現(xiàn)固碳，再生（解吸）則需要在“再生塔”中加熱分解碳酸胺鹽。它技術(shù)成熟，反應(yīng)效率高，但是胺液有腐蝕性、易降解，并且再生能耗高。

傳統(tǒng)固體吸附劑通常以活性炭、沸石分子篩為主，再生能耗和穩(wěn)定性都優(yōu)于液體吸附劑，但活性炭孔隙結(jié)構(gòu)不均導(dǎo)致效率低下，分子篩雖有一定設(shè)計(jì)空間，卻容易水蒸氣“中毒”。

MOFs的優(yōu)勢(shì)和意義

在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上，固碳除碳行業(yè)嚴(yán)重依賴(lài)外部政策驅(qū)動(dòng)和特定場(chǎng)景下的價(jià)值創(chuàng)造，其高昂的運(yùn)營(yíng)成本即捕獲成本遠(yuǎn)高于碳交易價(jià)格或所產(chǎn)生產(chǎn)品的價(jià)值，通常被視為更像一種“合規(guī)性業(yè)務(wù)”或“受補(bǔ)貼業(yè)務(wù)”，而非在自由市場(chǎng)中能自然盈利的業(yè)務(wù)。MOFs的出現(xiàn)，不僅提升效率與產(chǎn)能，攤薄固定成本，還適用于更多工況，提供更高純度的氣體產(chǎn)品，從而將這門(mén)生意轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)在經(jīng)濟(jì)動(dòng)力的“價(jià)值投資”。

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