假期第二天 不想再错过紫金山的日落了
刚开始上山的路很平缓 到了后半程的陡坡 台阶上陆续的停歇 脚步也越来越沉重 但伴着鸟声 隐约看到远处的南京城 我想我还有力气
在众人的夹缝中看到日落 仿佛所有的一切都释然了 尽管酸爽暴汗 但好像也在宣告我们依旧正值年少 大家都在认真热爱生活 有时间就去疯吧 做想做之事 像这山间的风一样 无忧无虑 https://t.cn/z8Uol0L

#碳中和##双碳目标##低碳##碳达峰#
【碳中和:凭“空”制出液态燃料】

“云里铜乌风作籁,天边金掌露成霜。”这句宋诗是对金铜仙人承露盘的生动描述,表明在古代人们就懂得从空气中“捕获”所需成分——水了。

两千多年后的今天,人们依然致力于研究如何有效利用空气。只不过如今的研究大大增加了科技含量,其中的趋势之一是注重空气中碳的转化与利用。例如,微藻生物固碳技术,利用空气中的二氧化碳生产燃料、化学品和食物等;二氧化碳甲烷化技术,通过金属催化,将二氧化碳转化为天然气,实现二氧化碳资源化利用。

今天,让我们关注——

瞄向空气中碳的转化利用

有人可能会问:为什么要重视空气中碳的转化和利用呢?这主要从两点考虑——

首先是从物质上看。作为碳基生命,生物都需要碳,所以很自然地想要把空气里的碳转化为食物。

其次是从能量上看。供能所需的有机物都含有碳,而它们释放能量后会变成二氧化碳散发到空气中。如果把这些二氧化碳再转化为储能物质,就可实现碳中和,即碳的收支相抵,减轻温室效应。

去年,中国科学家在实验室中首次实现从空气中的二氧化碳到淀粉分子的全合成,为应对粮食危机和气候变化提供了一条很有前景的策略。这是受光合作用启发,人类智慧对自然智慧的一种模仿。

无独有偶,近日瑞士苏黎世联邦理工学院的科研团队设计了一套利用阳光和空气直接生产液态烃或甲醇燃料的装置,为吸收和利用二氧化碳提供了又一条光明之路。

据顶级学术期刊《自然》杂志报道,这种装置在日常条件下运行,能在一天7小时的工作时间内生产32毫升甲醇。

众所周知,自然界有一条重要定律,那就是质量守恒。物质在化学反应过程中,原子种类不变,数目不增不减,只是发生重新结合,从一种连接方式转化为另一种连接方式。就像一个班级调换座位后重新划分小组一样,又进行重组,但班里的人没有变。

如果我们想要得到甲醇或其他液态烃类燃料,那么制备它们的原料也应含有同样元素,即碳、氢、氧。空气属于混合物,里面含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳以及其他物质。其中二氧化碳约占0.04%,水蒸气和其他杂质约占0.002%。

这就为以空气为原料生产液体燃料提供了可能:经由空气捕获装置收集和纯化,可得到较为纯净的二氧化碳(纯度98%)和水(污染物低于千万分之二)。

接下来的任务,就是把二氧化碳和水转化为燃料。

鉴于直接转化比较困难,一种权宜之计就是先把它们制备成合成气,即氢气和一氧化碳。这是制备许多化工原料的原料气。这套实验装置采用的方法是利用太阳能,驱动二氧化碳和水蒸气与三氧化二铈发生氧化还原反应,二氧化碳和水分别被还原为一氧化碳和氢气,而三氧化二铈被氧化为二氧化铈。氧化产物二氧化铈还可通过吸热,还原为氧气和三氧化二铈,便于再次循环利用。

市面上,三氧化二铈价格大约为1万元/吨,称不上昂贵,且可循环利用。合成气一氧化碳和氢气进入反应设备后,生成目的产物液态烃或甲醇,也就是空气燃料。

说到这里,大家或许会想到,二氧化碳合成淀粉的路线里,也有合成甲醇这一步,但那里用的是氢气还原,而这里用的是三氧化二铈还原。

“质”“量”兼优的能源利用方式

这条以空气为原料制备液态燃料的路线,理论上可行,实际上是否行得通呢?

首先让我们看一下产量。研究人员发现,该装置在正常工作条件下一天运行7小时,通过连续17次氧化还原循环,共获得96.2升的合成气。这些合成气,可在装置中进一步加工成甲醇。

装置测得的合成气单程摩尔转化率为27%,产生的甲醇纯度为65%。

剩余未转化的合成气经过6次循环转化后,最终总摩尔转化率为85%。一天运行7小时后,就得到了上述所提到的纯甲醇32毫升。这个产量的燃烧热和一盏功率为9瓦的日光灯照明15小时消耗的电量相当。

当然,这种设备并非只生产甲醇,通过选择具体的合成工艺,也可定制其他烃类燃料。

研究者认为,如果该项成果投入商业应用,将会创造巨大收益。例如,商业规模的太阳能燃料工厂可使用10个定日镜场,假设每个定日镜场收集100兆瓦的太阳辐射热能,系统总体效率为10%,那么每天就可生产95000升煤油,足够为一架载有325名乘客的空中客车提供从伦敦到纽约往返一趟的燃料。

这样看来,产量算是可观,那么这些燃料的质量如何呢?

我们和常规的航空燃料对比一下:目前生产航空煤油的常规方式是重油加氢裂化,产物中会不可避免地带有含硫化合物、含氮化合物、稠环芳烃、重金属等空气污染物。而通过该太阳能氧化还原装置生产出来的喷气燃料,通过燃烧测试表明,有害物质排放显著减少。相比之下,优势明显。另外,石油属于不可再生能源,而空气可源源不断地获取,从长远来看也更有前景。

在这个太阳能氧化还原装置里,二氧化碳和水在太阳能作用下会转化为液体燃料,而当液体燃料投入使用后又会生成二氧化碳和水。从物质角度考虑,碳排放和消耗相等,所以研究者称其为“碳中和的里程碑”。

从能量角度考虑,在燃料制备过程中,能量大多来自太阳能,而后续燃料燃烧又可根据需要转化为其他形式的能量。因此,这相当于间接利用了清洁能源。

面向未来发掘“清风”潜力

谈到这里,有人可能会质疑:为什么不直接制备氢气做燃料?这样就不再产生二氧化碳了呀!

其主要原因有两个:一是氢气作燃料,虽可减排,但不能吸收大气中已有的二氧化碳;二是限于目前的储氢技术,氢能在交通、家居等场景的普及还不现实。

其实,这项成果对未来最大的意义,并不是提供一个终极的能源生产方式,而是提供一个比较有性价比的固碳乃至碳中和手段,同时有望缓解碳氢燃料短缺且不可再生的危机。

此外,研究者算了一笔账:基于当前太阳能燃料系统的工作性能,空气捕获装置捕获量每年达到10万吨二氧化碳时,大约需要4500平方米的占地面积。假设系统总体效率为10%,那么这样一个太阳能燃料工厂每年将生产约3400万升燃料。相比之下,2019年全球航空煤油消耗量为4140亿升,若要完全满足全球需求,所有太阳能发电厂的总占地面积约为45000平方公里,相当于撒哈拉沙漠面积的0.5%。在人迹罕至的荒漠里,除了“大漠孤烟直,长河落日圆”的胜景之外,还可平添几分科技氛围。

这样看来,太阳能燃料系统原料易得、环境友好、占地面积并不大,似乎很容易推广。而实际上面临着诸多挑战:太阳能热化学燃料的初始投资成本很高,每升常规喷气燃料的成本通常不超过1美元,每升太阳能喷气燃料的成本却到了10美元。所以,其在短期内并不占优。

鉴于此,研究者拿出方案:呼吁政策支持,为第一代商用太阳能燃料发电工厂创造一个短期市场;实现自我提升,通过规模效应和流程优化,降低关键部件的生产成本,从而提升市场竞争力。

从质量守恒的角度来看,碳虽不会消失,但可转化为一种有益的存在形式,不管是淀粉还是燃料。这些转化途径都不是终极方式,也不是非此即彼。碳中和不会就此止步,未来会出现更多脱碳途径,各自发挥不同作用、适用不同条件。

“惟江上之清风,与山间之明月,耳得之而为声,目遇之而成色,取之无禁,用之不竭。是造物者之无尽藏也”。说出此话的北宋文学家苏轼尽管很有洞察力,但他或许想不到清风不仅能为“无米炊”,还能化作“万金油”。的确,到目前为止,我们还不知道二氧化碳究竟蕴藏着多大的转化潜力、存在多少种可能的用途。这一切,均取决于人类的想象力,这正是创新和改变的源泉。

【少妇放生黑狐,荒宅躲雨时,黑狐托梦:回家当心你丈夫】
唐朝开元年间的一个夏日,北渡山中传出一声响亮的婴儿啼哭,几个打猎归来的猎人听到动静后,前去查看情况,发现山间的草地上,有一个被遗弃的女婴。

猎人们将她抱回村中,取名柳白蝶,几个人轮流抚养,柳白蝶稍大点时,他们就开始教她打猎,柳白蝶天资聪慧,不管教什么都是一学就会,让他们欣喜不已。

转眼间十几年过去,柳白蝶已经出落成一个亭亭玉立的大姑娘,却没人敢上门提亲,原来,柳白蝶长期跟猎人们相处,一身武艺在村中无人能及,村中的年轻人都感觉镇不住她,一点也生不出提亲的心思。

柳白蝶也不气馁,每日上山打猎,将打到的猎物分给救下自己的几个猎人,并陪他们谈天说地,日子过得倒也快活。

有一天晚上,正在睡觉的村民们,被一阵地动山摇的感觉晃醒,起身一看,发现远处的北渡山正在剧烈摇晃,一时间村中人心惶惶,都以为是山神在发怒。

第二天,柳白蝶在山上一连找了两个时辰,都没能找到一只猎物,正当她心生疑惑时,突然发现草丛里有一抹白色,她走过去一看,是一个俊美的白衣男子。

她上前将手指头放到男子鼻子底下一探,还有气,就掏出随身携带的水壶,给他灌下去一些水,没多久,男子悠悠醒来,看到柳白蝶后,知道她是自己的救命恩人,连忙谢过她的救命之恩。

柳白蝶见他气质不凡,谈吐优雅,心里不禁小鹿乱撞起来。男子自我介绍,他是从京城前来访友的书生柳飞扬,因碰上盗贼而被逼入山中,因腹中饥饿而晕倒。

柳白蝶见他是个可怜人,就提出让他在自己家中休息,柳飞扬欣然同意。从那天开始,柳白蝶负责上山打猎,柳飞扬在家中准备饭菜,二人很快就互生情愫,结为夫妻。

成亲后,柳飞扬把柳白蝶照顾的无微不至,柳白蝶也十分体贴丈夫,不管什么要求都会答应。奇怪的事,柳飞扬照顾的越加周到,柳白蝶就越发虚弱。

一天晚上,柳白蝶打猎回来后,发现丈夫食欲不振,一问之下才知道,他是想喝黑狐汤,虽然黑狐极其难寻,柳白蝶还是答应下来。

第二天,柳白蝶进山后,照例去看自己先前在林中布下的陷阱,她还没走到跟前,就听到一阵狐啸传来,她面上一喜,快步上前一看,发现是一只黑狐。

柳白蝶上前将黑狐抓住,就准备下山给丈夫做饭,这时,黑狐伸出脑袋,蹭了蹭柳白蝶的手臂,柳白蝶低头一看,黑狐眼里竟然闪烁着泪光,她心中一软,就将黑狐放归山林。

柳白蝶端着一碗买来的狐肉汤回到家中,柳飞扬虽有所怀疑,却找不出什么毛病,将一碗汤一饮而尽。

第二天一大早,柳白蝶正准备上山打猎,突然被隔壁老王拦下,隔壁老王跟她讲,救过她的一个猎人在隔壁镇子受了伤,让她赶快过去看看。

柳白蝶立马放下弓箭,朝着外镇赶去,到地方后,发现对方只是皮外伤,因为惦记丈夫,她急匆匆的往家赶,走到一半时,突然天降大雨,拦住去路。

柳白蝶环视一圈,发现不远处有个荒宅,立马跑了进去,进去后不久,一股疲惫感涌来,柳白蝶靠着柱子沉沉睡去。

梦中,柳白蝶来到一片白茫茫的地方,她听到一个声音,正在不停地呼唤自己,走过去一看,发现是自己之前放走的那只黑狐,黑狐看着柳白蝶说:“恩人,回家当心你丈夫。”

见柳白蝶一脸疑惑,黑狐缓缓和他道明缘由,原来柳白蝶的丈夫根本就不是人,而是一只白狐,他和黑狐分别是山神的左右护法,分别修行一种至阴和至阳的功法。前些日子,白狐想趁着山神沉睡时上位,想要自己当山神,被黑狐发现并镇压,这才造成了地动山摇的现象。

白狐被镇压后,还不死心,他想借着人类的手除掉黑狐,就将目标定在阴气极重的柳白蝶身上,他装成落难书生,获取柳白蝶的好感,和她结为夫妻,并吸去柳白蝶身上的阴气,增长自己的功力,导致柳白蝶越来越虚弱。

这时,他发现黑狐快要渡劫,就和柳白蝶讲,他想喝黑狐汤,柳白蝶果然将黑狐抓住,幸运的是,柳白蝶心地善良,放了黑狐,这才没让白狐的阴谋得逞,不然若是白狐做了山神,整片山区的生灵估计都要遭殃。

柳白蝶恍然大悟,并问黑狐现在如何处理,黑狐将一枚特制的捕兽夹交给柳白蝶,让她找机会套在白狐脚上,剩下的事他来处理,柳白蝶点头答应。

当天晚上,柳白蝶趁丈夫睡着后,将捕兽夹套在他右脚上,柳飞扬惨叫一声,变成一只白狐,这时,黑狐从外面跑进来,将他打得灰飞烟灭。

后来,柳白蝶再也没有遇到什么怪事,嫁给一个老实巴交的农夫为妻,过上了幸福美满的生活。
#这就是中国风##出道吧新星#


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