煤炭不一定非要烧掉——可以用来做家具

发布时间:2019-01-17 11:14:23
煤炭不一定非要烧掉——可以用来做家具

煤炭作为能源为世界提供了发展的动力,但用煤炭来做家具会是什么样子呢?家具迷带您从这篇科技报道中一探究竟。

你知道,如果我们燃烧煤炭不再是为了获取能源,那并不意味着我们不可以用煤炭来做别的东西。通过我们的新技术革新,煤炭几乎可以在所有的应用领域替代木材,更不用说替代那些我们离不开的金属、塑料和其他材料。

想象一下再也没有森林砍伐和煤炭燃烧,地球会很感激我们的吧?

作为总部在休斯敦的I2M协会的副总裁兼首席地质学家,以及美国石油地质学家协会(AAPG)能源矿产部门铀委员会(核和稀土矿物)的主席,我的同迈克尔·D·坎贝尔(Michael D. Campbell)已经对这方面进行了很多思考。就像是一个非常清晰的梦境一样,迈克尔设想我们可以在一个固态碳的世界中生活和工作,在这里煤炭将从燃烧原料变为比木材更加高效但价格更低廉的材料。

用死去树木的化石(即煤炭)来阻止对现有森林和其他人类所拥有的东西的破坏,这种想法是合理的。

能源行业和华尔街正开始加紧为未来的新材料做准备(如Cabot Corp和Global Carbon公司)。 这种非燃烧的煤碳资源将推动新的基于煤炭的产业扩张,这些产业将取代那些基于木材、金属和塑料为主的产品,如家具、电线杆、房屋建筑材料、横梁、绳索、工业皮带、车身和其他一系列产品。

想象一下可以承受大象的重量、耐用一百年、并且造型很漂亮的树脂椅。

这种碳产品可用于太空探索以及人类外太空居住,通过使用高密度和超纤维碳材料,来保护宇航员免受多种形式的辐射和高能粒子的冲击。这种新的碳技术也将可以为太空电梯提供超强碳纤维带。

美国有世界上最多的煤炭资源,目前它们的命运就是被燃用来烧发电,把大量的微粒如二氧化碳、一氧化碳、汞和其他污染物排入大气层。

这不是科幻小说。碳纤维和碳纳米管目前已经用于增强塑料、耐高温复合材料、手机零件、钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车架和跑车车、波音787梦幻客机机身的、台球杆、加固混凝土以及灰口铸铁中。

石墨烯的原子结构架构相互叠加形成了一张"云纹图"

这种材料的魔力来自于石墨烯的原子结构,其单原子厚度的碳原子层密集地排列在蜂窝晶格中,基本上一个原子尺寸的丝网栏由碳原子和他们的共价键所组成。石墨只是由石墨烯薄片堆叠在一起组成的自然物质之一。石墨烯具有以下特点:

————自然界最硬的物质(单位重量比钢重200倍)

————能与其它材料如塑料和粘合剂混合

————非常活跃

————世界上可用的最薄的材料(1亿个石墨烯堆积高度小于一英寸)

————比铜有更好的导热和导电性能

————在半导体中可以替代硅

————革新了太阳能的采集方式

————极大地提高了锂离子电池的性能。

碳更惊人的属性是可以做成纳米管和巴克球(编者注:巴克球是碳原子组成的一种天然分子,又称为碳60。其分子结构类似于巴克敏斯特··富勒设计的某种圆顶而得名)。

石墨烯的商业化已经展开了竞争。(诸如这些公司:Grafoid’ Graphene;Graphene Energy; Ohio Carbon; Cabot Corp; Nokia wpcentral)。 大学、公司(IBM和其他公司)和亚洲、欧洲以及北美国家的政府正为此做出努力。煤炭将通过非燃烧的方式,为未来世界提供动力。

我曾经只想到"洁净煤"是一种矛盾的说法,但这种技术使之成为现实。

然而,停止将煤碳作为发电来源,又会改变我们先前的最佳可持续能源组合(赖特和孔卡所著《能源的地缘政治》,2007年出版)。 所以,我们需要新的能源组合,来消除我们对国外石油的依赖,将目前的54亿吨/年的碳排放量减少到1960年的29亿吨/年,并提供经济、可靠的能源供给。

到2040年,如下这个能源组合在美国将是非常具有可行性的:(kWhrs:千瓦时)

————将煤炭完全排除在能源提供之外,并逐步作为常用的超级材料

————天然气包括沼气提供45%的电力供应(2.4万亿kWhrs /年)

————将GenIII核电力(第三代核电)增加至电力供应的35%(1.9万亿kWhrs /年)

————可再生能源达到电力供应的20%(1.1万亿kWhrs /年)

————气动车辆和柴油车辆的CAFE标准(即汽车燃油经济性标准)增加到超过50英里/加仑

————全部车辆中纯电动车占比达到40%(1亿辆)

————10%的汽车使用天然气驱动(2500万辆)

————在建筑施工、照明和供暖、城市发展,智能电网,热电联产中实现节能和效率目标,推进热能利用,这将每年节省超过1万亿kWhrs 。

通过与现有技术、战略和制造能力相结合,这些是可以做到的,有些已经完成。我们只需要一些新的正在产生的东西,比如更好的电池技术和建筑设计。这种能源的好的"副作用"便是,期间产生的干净的空气和水可以拯救近200万人的生命。

其他国家也有巨大的煤炭储量可以为他们的新的固碳经济提供支持。如果世界上的国家喜欢他们所看到的并进行效仿,那么大气中二氧化碳的水平将低于350 ppm。但是我们没有太多的时间搭上这班列车。

在未来,煤炭不进行燃烧而不会破坏煤炭产业以及产业中的工作岗位,这样的未来是可实现的。我们将不用在世界范围内运输煤炭进行焚烧,我们会运输原材料和成品来改变我们生活的方式。如果中国也看到不烧煤的优点,那么我们将可以很快实现这一未来。

人类很擅长创造性的思考。我们只是需要将它付诸实践。

(编译:高单单)

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