二氧化碳利用新进展

二氧化碳（CO₂）是温室气体的主要成分，也是造成全球气候变化的主要原因。据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）监测数据，大气中的CO₂浓度已经超过415 ppm。目前，CO₂在食品、化工、建筑等行业以及提高原油采收率和提高页岩气方面的应用逐渐变得广泛。

图1. CO₂利用循环

近日，一个国际研究团队从多尺度的角度研究了CO₂捕获、利用和转化以及封存的最近进展，全面介绍了CO₂在各个领域的应用，包括矿化作用、生物学、食品饮料、储能介质和化学等方面的应用。同时作者还讨论了全球CO₂利用项目的研究和开发概况，提出了未来大规模和工业生产方面所面临的关键挑战和存在的问题。

图2. 全球CO₂大规模利用项目分布

通过系统分析表明，CO₂利用将成为未来碳捕获与利用技术发展的主要驱动力。然而，即使在短期内CO₂排放量有一定的减少，考虑到CO₂的全球产量，碳捕获和封存仍将是主要的处理方式，所以，更多的CO₂处理方法亟待提出。目前，CO₂利用的主要产业是提高油气采收率，然而考虑到整个碳循环过程，这种方法仍然增加了大气中的CO₂。为了实现其他CO₂利用技术的大规模应用，除了现有技术手段的可行性，它们在经济和社会方面的可行性也至关重要。因此，未来的研究导向将致力于减少能源损耗和经济成本，推行鼓励碳捕获、利用和封存的政策和制度，以互补的方式提高公众的接受度。

图3. CO₂排放与利用对比

该综述发表在Renewable and Sustainable Energy Reviews，文章的第一作者是美国俄亥俄州立大学的张智恩博士，通讯作者为英国阿斯顿大学Abdul Ghani Olabi教授和克兰菲尔德大学Edward John Anthony教授。

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Recent advances in carbon dioxide utilization

Zhien Zhang, Shu-Yuan Pan, Hao Li, Jianchao Cai, Abdul Ghani Olabi, Edward John Anthony, Vasilije Manovic

Renew. Sust. Energy Rev., 2020, 125, 109799, DOI: 10.1016/j.rser.2020.109799