石油圈
编译 | 大安
近几年，全球的能源体系发生了翻天覆地的变化，净零排放已经不再是口号，而是科研、是项目、是一个个的行动。
为了支持政府到2050年实现净零排放的目标，近期英国研究与创新院为10个项目出资25万英镑，旨在支持新材料、新设备，以及推动颠覆性的技术或者冒险性的想法。
以下是十个冒险行动的简单介绍。
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01. 基于颗粒稳定乳剂和氢气载体的新型可充电混合氧化还原液流电池
首席研究员：卡迪夫大学，Marc Pera Titus教授
可再生能源发电厂的竞争力不断提高，推动了对电池等灵活的能源存储技术的需求。这得益于风能与太阳能发电的成本迅速下降。
目前，虽然锂电池在市场上仍占据主导地位，但它们面临着维护成本高昂与安全的限制，并且使用了锂、钴等稀有且不可持续的元素。
氧化还原液流电池（RFB）是基于化学物质溶解的电化学电池，成为一种更便宜、更安全的替代方案。
该团队的目标是开发出可使用、可重复使用氢气载体的RFB，而且无需有毒或昂贵的组件。它提供了一种清洁、可逆的能源，可以助力运输行业实现进一步的脱碳。
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02. 使绿氨成为未来的运输燃料
首席研究员：伦敦布鲁内尔大学，王欣妍教授
由于电池的能量密度低，无法应用于发电、船舶和长途汽车，而氨气作为无碳液体燃料，在上述行业中拥有巨大的应用潜力。
目前，氨气应用于内燃机时，其潜力受到不完全燃烧与发动机性能不佳的限制。
然而，研究人员的目标是开发出液氨与氢气的新型混合物，来克服这些困难。
该技术可立即用于现有发动机，显著提高发动机性能并降低排放。
该技术有助于将下列行业的二氧化碳（CO2）排放量降低100%：
1）长途运输；
2）航运；
3）发电。
03. 非热等离子体电催化储能
首席研究员：阿伯丁大学，Angel Cuesta Ciscar教授
该项目的目标是首个研究出如何通过等离子体电催化技术将二氧化碳转化为碳氢化合物，以供能源使用。
通过该过程，在弱电离气体中的两个电极之间施加电压，诱发反应，从而导致二氧化碳的还原与氢的氧化。
该过程进行试验后，该团队的目标是建立一台原型设备，最终创造出一种新的可再生能源形式。该技术可用于高效的能源储存与重要工业流程的脱碳
04. 直接从空气中合成“负碳”化学品
首席研究员：萨里大学，Melis Duyar博士
该项目拥有雄心勃勃的愿景，就是直接从空气中提取重要化学品的基本成分，如碳或氮，然后利用它们制造出新的化学品。
若利用可再生能源来实现该目标，将促进“负碳”化学工业的发展，从而可生产燃料、化肥与消费品以造福环境。
研究人员的目标是通过直接空气捕集与催化相结合，合成出“负碳”甲醇，作为石油的替代品。
利用该技术就可以减少二氧化碳排放，并最大限度地减少能源使用。
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05. MIX-MOX：用于“零碳”热能发电，并集成了储热功能的混合金属氧化物能源站
首席研究员：伯明翰大学，Adriano Sciacovelli博士
铁和铝等普通金属粉末的燃烧与再生，能否成为“零碳”的热能生产与储存来源。
这个项目将探索该方法的可行性。
该技术可在诸多领域发挥作用，以替代化石燃料或创建出新系统，包括：
1）集中供热系统中的热能生产与储存；
2）为“零碳”工业流程提供热能，帮助能源密集型产业实现脱碳；
3）改造或替代发电站，利用现有基础设施提供电网规模的“零碳”发电与储存。
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06. “清洁”：无过渡金属、无阳极的钾电池
首席研究员：伦敦大学学院，徐杨博士
该项目的目标是开发出一种新奇的电池技术，即：
1）环保；
2）高性价比；
3）科学上令人振奋。
该技术基于钾和硫等丰富而廉价的元素，而不是大量使用稀有的过渡金属。
它还通过避免使用阳极，以减少碱金属的大量使用，并增加了电池的能量密度。
这种大胆创新的电池技术在提供额外的并网储能方面具有巨大潜力，有助于电力部门实现脱碳，加速其向“净零”碳排放的过渡。
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07.用于将二氧化碳还原为化学品与燃料的零间隙双极膜电解器
首席研究员：利物浦大学，Alexander Cowan教授
在钢铁制造、水泥生产、酿造等过程中产生的二氧化碳废料可用于制造社会需要的产品，例如：
1）药品；
2）塑料；
3） 航空燃料。
如今，电催化还原二氧化碳是最有前景的方法之一，然而却因为氢氧化物的存在而受到阻碍。
氢氧化物的存在意味着提取二氧化碳的能源成本通常会超过收益。
该项目的目标是通过以下方式，重新设计这些催化剂的工作方式：
1）设计新的电极来扩散存在的气体；
2）提供行之有效的方式来利用二氧化碳废料，而且不需要消耗大量能源。
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08.海水电解可持续制氢
首席研究员：拉夫堡大学，林文峰教授
海水可用于储存可再生能源、发电或提供清洁饮用水吗?
海水电解利用可再生能源将海水分解为氧气与氢气，该项目旨在通过克服该技术面临的发展挑战，来实现这个目标。
氢气可用于燃料电池，按需发电，纯净水作为副产品可以直接饮用。
氧气可用于医疗或水处理。
如果成功，这种“净零”新技术可提供可靠的清洁能源以及清洁水。
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09. 脱碳固氮实现可持续“净零”农业
首席研究员：格拉斯哥大学，Mark Symes博士
固氮是指氮与其他元素结合，生成氨和硝酸盐等化合物，对食物供应至关重要。
据估计，如果没有该技术生产的肥料，世界上三分之一到一半的人口会饿死。
然而，该过程是全球二氧化碳排放的主要贡献者，研究人员旨在开发一种利用超声波固氮的可持续新方法。
这种固氮新方法只需要空气、水与电，对环境的影响大幅低于传统方法。
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10. 利用离子热电技术对低能量废热进行转化回收
首席研究员：赫瑞瓦特大学，Jan-Willem Bos博士
电子热电技术利用半导体将废热转化为电能。
这是一项成熟的能源生产技术，美国宇航局用它为火星探测器提供动力。
然而，由于小温差的发电效果不佳，它不太适用于低能量的废热回收。
研究人员的目标是开发出新型发电设备，利用离子，即带有电荷的原子，提高工业过程的可持续性并减少碳排放。
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