Rheticus聯(lián)合研究項目旨在利用可再生能源生產(chǎn)的電力和細菌將二氧化碳與水轉(zhuǎn)化為高價值的特種化學(xué)品
正在贏創(chuàng)德國馬爾基地建設(shè)由生物反應(yīng)器和電解器組成的獨特試驗設(shè)施
項目第二階段將獲得德國聯(lián)邦教育及研究部(BMBF)350萬歐元的資金支持
德國埃森。2019年10月10日，贏創(chuàng)工業(yè)集團和西門子共同宣布其聯(lián)合研究項目Rheticus進入第二階段。將建設(shè)一座高效試驗工廠，利用由可再生能源生產(chǎn)的電力和細菌將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為特種化學(xué)品。此前，兩家公司耗時兩年驗證了利用生物反應(yīng)器和電解器進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設(shè)施。第二階段的工作將持續(xù)至2021年，并將獲得德國聯(lián)邦教育及研究部(BMBF)約350萬歐元的資金支持。
“Rheticus項目的創(chuàng)新技術(shù)有望促進德國能源體系的成功轉(zhuǎn)型，” 贏創(chuàng)負責(zé)該項目的Thomas
Haas博士如此表示。“在未來，該技術(shù)平臺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)高價值的化學(xué)品。”西門子為Rheticus項目開發(fā)世界上首個二氧化碳電解器?！拔覀冋陂_發(fā)一套能夠應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型過程中各種問題的靈活系統(tǒng)，”
西門子Power2X研究負責(zé)人Karl-Josef
Kuhn談道?！拔覀兛梢酝ㄟ^將可再生能源轉(zhuǎn)化為特種化學(xué)品或燃料等實用物質(zhì)的方式實現(xiàn)能源儲備。整個生產(chǎn)過程靈活度高，可助力應(yīng)對電力供給中的波動，穩(wěn)定電網(wǎng)?！?
試驗設(shè)施由電解器和生物反應(yīng)器組成，預(yù)計將于2020年初投入運行。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。為實現(xiàn)上述進程，西門子和贏創(chuàng)分別貢獻了自己的核心技術(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)化為高價值化學(xué)品。植物以相似的方式進行著天然光合作用：葉子利用葉綠素、酶和陽光以合成能量豐富的重要營養(yǎng)素葡萄糖。Rheticus項目的另一優(yōu)勢在于，該技術(shù)平臺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8米高、容量達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養(yǎng)物，在其中連續(xù)工作。西門子也已開發(fā)出全球首個全自動二氧化碳電解器，并于2019年夏季集成進容器中。該二氧化碳電解器擁有10個電解槽，電極的總表面積達3000平方厘米。
未來幾個月，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。
在試驗設(shè)施內(nèi)，細菌將生產(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。事實上，通過調(diào)整具體的菌株和反應(yīng)條件，試驗設(shè)施也能夠生產(chǎn)其他特種化學(xué)品。
Rheticus項目第二階段完成后，贏創(chuàng)和西門子將擁有一個獨特的技術(shù)平臺，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)。
