科技多面手——二氧化碳

說起二氧化碳，大多數人的第一反應都認為這是一種有害氣體。的確，二氧化碳是溫室氣體的一種，但是隨著科技的發展，它已經不再是單純的廢氣了，而是一種多功用氣體。當二氧化碳處于超臨界狀態時，它可以實現更多功用，北京大學工學院終身教授張信榮對此進行了詳細介紹。

能發電的二氧化碳

“超臨界二氧化碳既不是氣態也不是液態，我們需要對它有一個全新的認識。”張信榮說，“二氧化碳在某些狀態下能夠傳遞能量，且能夠超過聲速，像爆炸一樣。在開放空間，把一個熱粒子或一個冷粒子投入到二氧化碳中，在特殊狀態下能夠引起像爆炸一樣的能量輸運現象。可見，我們對二氧化碳還有許多待發現的地方。”

利用二氧化碳發電是目前較新的一種技術手段，實驗證明，利用二氧化碳發電在某些情況下比目前的通用發電方式——水蒸氣發電要好得多。并且結合布雷頓循環和朗肯循環的新的耦合發電循環，可以實現100?1000攝氏度的電力供應。

“我們從2003年第一個提出這一原創性想法，我國在‘十三五’期間關于煤炭領域清潔煤燃燒重大專項、核能重大專項以及太陽能熱發電重大專項中都采用了二氧化碳發電技術。利用二氧化碳發電已經不再是夢想。” 張信榮說。

能制冷和制熱的二氧化碳

在日常生活中，冬季供暖要燒煤，做飯要用天然氣，夏天制冷要用加氟的空調，我們的生活離不開制冷和制熱技術。事實上，二氧化碳從制冷到制熱都是“一把好手”。而且，二氧化碳的制熱效率非常高。

張信榮說：“用二氧化碳替代氟利昂制冷的技術已經開始應用，在歐洲有超過200家商超采用二氧化碳制冷。二氧化碳制冷可以做多個輸出，可以同時實現冷凍、冷藏和制熱。也就是說，一套二氧化碳系統能抵好幾個傳統能源站。”上海的一家老牌飯店——浦江飯店，也已經開始使用二氧化碳制熱技術來滿足日常熱水需求，制熱效率良 好。

此外，二氧化碳制冷技術還應用到冬奧會場館的建設中。北京2022年冬奧會競賽場館——國家速滑館就使用了二氧化碳跨臨界直冷制冰技術。滑雪場也使用了二氧化碳技術造雪，“我們設計了這套方案，分為分布式和集中式，可以造出天然的雪，而且能量不浪費，熱量可滿足在更多場景下的利用，節能30%以上。”

可以消滅病毒的二氧化碳

“二氧化碳在消滅病毒方面也可以發揮重要作用。疫情期間，我們發現利用二氧化碳可以滅活新冠病毒。在北京新發地批發市場和京深海鮮市場發現新冠病毒后，我們用二氧化碳冷凍技術，將新冠病毒的包衣膜溶解，從而破壞病毒的DNA。”張信榮說。

用作能源和動力的二氧化碳

二氧化碳能做的事情還有很多。張信榮說：“我們可以用它建能源站。目前的能源站以傳統能源為主，如天然氣，其實二氧化碳也可以，并利用太陽能等可再生能源驅動，這樣就可以有效利用二氧化碳。”

二氧化碳還能作為動力使用，例如，可以替代炸藥發射無人機。其實，使用二氧化碳作為動力驅動材料已經投入實際應用，廣州地鐵在新線路開發時就使用了二氧化碳進行爆破。在新型動力方面，二氧化碳可以作為新能源來驅動汽車。張信榮說，使用二氧化碳這種清潔能源的效率不比氫能差。

如今，減碳是實現可持續發展的必選項。在這一過程中，一方面，要減少碳排放;另一方面，更要通過科技的手段中和碳排放，并實現廢氣利用。這樣才能實現真正的綠色發展。