巴西研发车载陶瓷吸附器捕获卡车二氧化碳

巴西科研团队与一家不愿透露名称的汽车制造商合作，成功研发出一种利用创新陶瓷材料捕获二氧化碳（co2）的反应器，有望显著降低柴油发动机（广泛用于卡车、公交车、拖拉机及工业发电机）的环境影响。该创新成果由米纳斯吉拉斯联邦大学（ufmg）、位于里约热内卢的巴西国家技术研究院（int）共同开发，相关专利已于今年1月提交至巴西国家工业产权局（inpi）。

2024年底进行的实地测试显示，当该反应器原型安装在卡车上时，技术成功吸附了全程7.7%的排放co2。测试严格遵循巴西环境局（ibama）制定的“真实驾驶排放”（rde）标准，车辆行驶了170公里，涵盖城市、乡村及高速公路路段。值得注意的是，在纯城市路况下，该系统的表现更为出色，co2捕获率高达17.2%。项目协调人、ufmg化学系教授jadson cláudio belchior表示：“我们对结果感到满意，目前正致力于将任何路况下的捕获率提升至30%。”

该吸附材料由多种天然丰富的无机化学试剂混合制成，经特殊工艺转化为直径1厘米的半圆形颗粒。belchior解释道：“材料在微观层面具有多孔结构，允许co2进入并与内部化学物质发生反应。”这些颗粒被装入圆柱形金属反应器中，并安装在车辆排气系统内。需注意的是，该陶瓷材料仅针对co2，因此排气系统仍需保留催化转化器以处理其他有害气体。

技术落地的核心挑战在于温度控制。柴油燃烧产生的废气温度高达600摄氏度，进入排气系统时约为250摄氏度，而陶瓷材料仅在低于110摄氏度时才能有效吸附co2。int机械工程师valéria said de barros pimentel介绍，团队通过在发动机与反应器之间加装扩径管道（类似散热器原理），利用热交换加速气体冷却。未来研究将聚焦于优化管道设计、改进金属材料以及提升陶瓷颗粒效率，以进一步降低进气温度并缩小反应器体积。

降低温度不仅有助于吸附，还能显著降低材料再生成本。belchior指出，co2捕获温度越低，再生所需的加热温度就越低，从而节省能源。此前实验室数据显示，若捕获温度为100摄氏度，再生需加热至340摄氏度；团队计划将捕获温度降至80-90摄氏度。此外，热重分析表明，该陶瓷颗粒可重复使用至少10个吸附循环。

研究团队还提出了“循环经济”构想：将捕获的co2压缩灌装，出售给食品饮料及合成燃料制造商作为工业原料。为便于推广，团队正致力于开发易于安装和更换颗粒的“反应器套件”。尽管目前尚未进行详细的经济可行性分析，但团队预计由于原材料和金属部件成本低廉，zui终系统成本将具有竞争力。

该项目zui初于2022年入选巴西联邦政府“2030路线图”计划，现纳入“绿色 mobility 与创新”（mover）计划。新计划要求车企在2030年前将碳排放较2011年水平减少50%。然而，巴西交通部门碳排放不降反升，2023年同比增长3.2%，创下2.238亿吨二氧化碳当量的历史新高，其中货运是主要推手。圣保罗大学（usp）研究员pedro vidinha评价道：“直接从移动源捕获co2的技术对交通脱碳至关重要，巴西团队在17%的捕获率上取得的进展具有显著意义。”belchior团队自2007年起深耕此领域，已获11项专利（含7项美国专利），并计划于2025年在贝伦举办的cop30气候大会上展示改进后的系统原型。

对中国行业从业者而言，巴西在移动源碳捕获领域的突破表明，针对特定工况（如城市低速行驶）的定制化吸附技术具有极高的应用潜力，这为国内商用车尾气治理提供了新的技术路径参考，特别是在结合中国“双碳”目标与物流行业减排需求时，此类低成本、易集成的解决方案值得重点关注。