Rheticus聯(lián)合研究項(xiàng)目旨在利用可再生能源生產(chǎn)的電力和細(xì)菌將二氧化碳與水轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的特種化學(xué)品
正在贏創(chuàng)德國(guó)馬爾基地建設(shè)由生物反應(yīng)器和電解器組成的獨(dú)特試驗(yàn)設(shè)施
項(xiàng)目第二階段將獲得德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部(BMBF)350萬歐元的資金支持
德國(guó)埃森。2019年10月10日，贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)和西門子共同宣布其聯(lián)合研究項(xiàng)目Rheticus進(jìn)入第二階段。將建設(shè)一座高效試驗(yàn)工廠，利用由可再生能源生產(chǎn)的電力和細(xì)菌將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為特種化學(xué)品。此前，兩家公司耗時(shí)兩年驗(yàn)證了利用生物反應(yīng)器和電解器進(jìn)行人工光合作用的技術(shù)可行性，順利完成了第一階段的相關(guān)工作。目前，贏創(chuàng)和西門子正在贏創(chuàng)德國(guó)馬爾基地內(nèi)，建設(shè)一座由生物反應(yīng)器和電解器共同組成的試驗(yàn)設(shè)施。第二階段的工作將持續(xù)至2021年，并將獲得德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部(BMBF)約350萬歐元的資金支持。
“Rheticus項(xiàng)目的創(chuàng)新技術(shù)有望促進(jìn)德國(guó)能源體系的成功轉(zhuǎn)型，” 贏創(chuàng)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的Thomas
Haas博士如此表示。“在未來，該技術(shù)平臺(tái)可在任何能獲取二氧化碳的地方安裝——例如，發(fā)電廠或沼氣廠。借助人工光合作用，我們能夠以二氧化碳作為原材料，生產(chǎn)高價(jià)值的化學(xué)品?！蔽鏖T子為Rheticus項(xiàng)目開發(fā)世界上首個(gè)二氧化碳電解器?！拔覀冋陂_發(fā)一套能夠應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型過程中各種問題的靈活系統(tǒng)，”
西門子Power2X研究負(fù)責(zé)人Karl-Josef
Kuhn談道。“我們可以通過將可再生能源轉(zhuǎn)化為特種化學(xué)品或燃料等實(shí)用物質(zhì)的方式實(shí)現(xiàn)能源儲(chǔ)備。整個(gè)生產(chǎn)過程靈活度高，可助力應(yīng)對(duì)電力供給中的波動(dòng)，穩(wěn)定電網(wǎng)?！?
試驗(yàn)設(shè)施由電解器和生物反應(yīng)器組成，預(yù)計(jì)將于2020年初投入運(yùn)行。反應(yīng)第一步是在電解器中，利用電力將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣。然后，借助特殊微生物，通過代謝過程將混合氣體中的一氧化碳轉(zhuǎn)化成化學(xué)品。為實(shí)現(xiàn)上述進(jìn)程，西門子和贏創(chuàng)分別貢獻(xiàn)了自己的核心技術(shù)能力，即電解和生物技術(shù)。人工光合作用結(jié)合了化工和生物技術(shù)，利用能源將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為高價(jià)值化學(xué)品。植物以相似的方式進(jìn)行著天然光合作用：葉子利用葉綠素、酶和陽光以合成能量豐富的重要營(yíng)養(yǎng)素葡萄糖。Rheticus項(xiàng)目的另一優(yōu)勢(shì)在于，該技術(shù)平臺(tái)使用二氧化碳作為原材料，有助于降低大氣中的二氧化碳含量。例如，生產(chǎn)一噸丁醇需要消耗三噸二氧化碳。
合成模塊已于2019年春季在贏創(chuàng)投用。其核心是一個(gè)8米高、容量達(dá)2000升的不銹鋼生物反應(yīng)器。微生物以氫氣和一氧化碳為主要營(yíng)養(yǎng)物，在其中連續(xù)工作。西門子也已開發(fā)出全球首個(gè)全自動(dòng)二氧化碳電解器，并于2019年夏季集成進(jìn)容器中。該二氧化碳電解器擁有10個(gè)電解槽，電極的總表面積達(dá)3000平方厘米。
未來幾個(gè)月，雙方將完成電解器和生物反應(yīng)器的整合。此外，一套用于處理生物反應(yīng)器中液體的裝置正在建設(shè)中，以保障最終產(chǎn)物為純化學(xué)品。
在試驗(yàn)設(shè)施內(nèi)，細(xì)菌將生產(chǎn)丁醇和己醇，以供后續(xù)研究。這些物質(zhì)將用作生產(chǎn)特種塑料、食品添加劑等的原料。事實(shí)上，通過調(diào)整具體的菌株和反應(yīng)條件，試驗(yàn)設(shè)施也能夠生產(chǎn)其他特種化學(xué)品。
Rheticus項(xiàng)目第二階段完成后，贏創(chuàng)和西門子將擁有一個(gè)獨(dú)特的技術(shù)平臺(tái)，利用靈活的模塊化工藝將二氧化碳轉(zhuǎn)化為特種化學(xué)品、人工燃料等富能物質(zhì)。
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