日前，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。此前，兩家公司耗時兩年驗證了利用生物反應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工作。
第二階段將建設一座高效試驗工廠，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)化為特種化學品。
目前，贏創(chuàng)和西門子正在贏創(chuàng)德國馬爾基地內(nèi)，建設一座由生物反應器和電解器共同組成的試驗設施。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)高價值的化學品。”西門子為Rheticus項目開發(fā)世界上首個二氧化碳電解器。
“我們正在開發(fā)一套能夠應對能源轉(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，可助力應對電力供給中的波動，穩(wěn)定電網(wǎng)。”
試驗設施由電解器和生物反應器組成，預計將于2020年初投入運行。反應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8m高、容量達2000L的不銹鋼生物反應器。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器的整合。此外，一套用于處理生物反應器中液體的裝置正在建設中，以保障最終產(chǎn)物為純化學品。
在試驗設施內(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條件，試驗設施也能夠生產(chǎn)其他特種化學品。(來源：雅式橡塑網(wǎng)）
