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新技术使天然气成为更低价、更环保的燃料。
由于政府采取措施限制城市燃煤,中国城市的空气质量得到改善。以北京为例,住宅、学校、医院和工厂的供暖转而使用天然气,不再使用煤炭。这一变革也导致在过去十年中中国对天然气的需求翻了两番。现在,澳大利亚研究人员正在与中国业界合作, 使天然气生产过程更加清洁、高效。
▲新南威尔士大学研发的太阳能电池
中澳都将从中受益。中国的天然气储量巨大,但其中大部分是像煤层气和页岩气这样的非常规天然气。非常规天然气的甲烷含量常不足五成,因此其中的二氧化碳和氮气等杂质必须要除去。一般用冷却法除氮,将天然气中有用的甲烷与氮气分离。这一过程耗能巨大,成本为近数十亿澳元。
澳大利亚也加紧步伐帮助中国满足其对天然气的需求。中国进口的天然气大约有一半是来自澳大利亚的液化天然气 (LNG),其中一些液化天然气产自非常规气源。世界上第一批产自煤层气的液化天然气就是在2014 年从昆士兰北部运往中国的。
“由于甲烷和氮气物理化学性质的相似性,将它们分离的过程充满挑战,”西澳大利亚大学的埃里克•梅 (Eric May) 教授如此说道。
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梅教授的研究团队使用沸石制成分子海绵,通过快速吸收甲烷的方式将其与杂质分离开来。他们生产和测试了几千克的沸石海绵,并与澳大利亚 天然气捕集技术公司 (Gas Capture Technologies) 展开了合作。但工业应用将需要成千上万吨沸石海绵。
“我们与四川省达科特能源科技公司合作,将这些新兴的气体分离技术应用于天然气行业,”梅教授说。“达科特是气体分离领域的专家,他们正在研究如何以商业规模生产沸石海绵。”
合作双方也从大自然中汲取灵感,研发出了另一种解决方案。目前流行的氮气捕获方法要高温高压环境。但是在自然界,三叶草等植物中的细菌可以使用酶金属配合物来固定氮气。该团队研发出了可以在常温下实现上述过程的技术。
这项研究得到了澳大利亚政府全球创新连接计划 (Global Innovation Linkages) 的支持。
更多合作
Renergi 计划将农作物废料和木屑转化为天然气和运输燃料,从而减少温室气体排放和垃圾填埋。他们采用的是科廷大学和太原理工大学共同研发的技术。
新南威尔士大学与中国制造商携手合作,旨在开发出更低价且更强大的太阳能电池。25年前,新南威尔士大学展示了一种转化效率为 25% 的新型太阳能电池,但这种电池的缺点是生产成本太高。现在,通过使用中国武汉帝尔激光科技等公司的原型激光工具,研发人员已经证明可以低成本实现硅晶片的氢化,从而制造出平价、高效率的太阳能电池,而产品质量是其它工艺的 100 倍。
甲烷是一种威力强大的温室气体,而地下矿井则是甲烷的一大主要来源。澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 制造了一个 25千瓦的示范发电机,该电机可用矿井废气发电,并在中国淮南煤矿集团的一个地下煤矿进行了试运行。
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