探索高效的纳米吸收剂，发展燃煤温室气体的减排技术

全球变暖的现实正不断地向世界各国人们敲响警钟。据联合国统计，环境难民的数目已达到2500万，远远超过了政治难民，而且预计到2050年时，全球变暖所导致的环境难民数量将达到2亿，许多非洲国家将是重灾区。

气候变暖对我国的影响也是十分明显和不容忽视的。近百年来，我国的平均气温上升了0.5～0.8℃，以冬季和西北、华北、东北地区最为明显; 沿海海平面每年上升了1～3毫米。

近50年来，渤海和黄海北部冰情等级下降，西北冰川面积减少了21%，西藏冻土最大减薄了4～5米；高原内陆湖泊水面升高；青海和甘南牧区产草量下降。

20世纪80年代以来，春季物候期提前了2～4天，北方干旱受灾面积扩大，农业损失加重；南方洪涝加重，经济和生命损失加大。而且，这种影响的程度正在不断加大。

根据2007年我国《气候变化国家评估报告》预测，2050年中国年平均气温将升高2.3～3.3℃，全国平均年降水量可能增加5%～7%。华南地区受海平面上升影响显著，预计到2100年的上升范围是60～74厘米，这将对珠江三角洲等低洼地区带来严重影响。

研究表明，近50年的气候变暖主要是人类使用化石燃料排放的大量C02等温室气体的增温效应造成的。而我国的能源结构主要以煤为主，即使到2050年，煤在我国一次能源中的比重仍将高于50%。因此，发展燃煤C02排放技术迫在眉睫。

钙基吸收剂循环捕捉C02技术属于燃烧后C02的减排技术，其基本原理是通过钙基吸收剂中的氧化钙成分捕捉燃煤烟气中15%左右的低浓度C02，然后在C02或水蒸气气氛下进行煅烧，得到约100%的高浓度C02气流，便于压缩封存。固体产物氧化钙则被循环利用。该技术的主要问题是钙基吸收剂在长时间的高温反应中吸收C02的活性会随着循环次数的增加而发生巨幅衰减。因此，提高钙基吸收剂在循环反应过程中C02捕捉效率的稳定性成为该技术亟待解决的主要难题。

发表在《中国电机工程学报》2011年第31卷第8期（2011年3月15日），华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的郑瑛教授和罗聪、丁宁博士生等人的论文对这一问题进行了新的探索，他们提出了一种简单有效的方法来解决这一难题。该方法基于当下前沿的纳米技术，是对现有钙基吸收剂的重大改进。为得到高温条件下可高效循环利用的钙基吸收剂开辟了一条全新道路。

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室郑瑛教授领导的研究小组在国内率先开展钙基吸收剂循环捕捉燃煤C02技术的研究，承担了国家重点基础研究发展规划（973计划）项目，以及多项国家自然科学基金项目。

申请及获得国家发明专利3项，发表相关论文数十篇。该项研究成果为钙基吸收剂循环捕捉C02技术的发展具有推动作用，也为纳米钙基吸收剂在洁净煤利用技术中的应用提供理论基础。

总之，发展可重复高效利用的纳米钙基吸收剂理论与技术，不仅提高了吸收剂的C02捕捉效率，而且为日新月异的纳米技术在清洁能源领域的应用提供了新思路。

随着纳米科技的迅猛发展，以及纳米材料应用成本的逐步降低，该技术必将在未来洁净煤利用技术中得到广泛的应用。