由麻省理工学院能源倡议组织(MIT Energy Initiative, MITEI)孵化的初创公司 Mantel Capture,正式展示了其研发的新型碳捕集技术在商业化规模上的应用。


Mantel’s demonstration project at a pulp and paper mill in Quebec, Canada. Credit: Courtesy of Mantel Capture.

主要亮点与背景

  • 技术展示:公司成功证明了其新型碳捕集技术在商业规模下的可行性与高效性。

  • 创立背景:Mantel Capture 成立于2022年,源自麻省理工学院能源倡议组织(MITEI)。

  • 核心理念:该公司将“可负担的碳捕集技术”视为工业工厂实现减排与绿色转型的必要条件。

  • 新闻发布信息:本篇报道由 Nancy W. Stauffer 撰写,于 2026 年 8 月 25 日通过 MITEI 官方渠道发布。

随着全球对工业碳排放监管的日趋严格,Mantel Capture 的这项技术突破为重工业部门(如水泥、钢铁及化工制造等)提供了一种更经济、可扩展的脱碳解决方案。

Mantel Capture 技术原理与核心优势详解

Mantel Capture(源自麻省理工学院 MIT)的技术核心是开发了全球首个基于熔盐(Molten Salt)的高温碳捕集系统。这一突破彻底改变了传统碳捕集技术成本高昂、能耗巨大的痛点。

其核心技术原理和流程可拆解为以下几个关键部分:

1. 核心材料:新型熔融硼酸盐(Molten Borates)

  • 突破传统限制:传统的胺类(Amine)液体吸收剂或固体吸附剂在高温下极易快速降解失效,因此废气在进行碳捕集前必须先经过繁琐且耗能的冷却过程。

  • 液体稳定性:Mantel 研发的高温熔盐(以硼酸钠等为主)在常温下为固体,但在工业设备内部(约 500°C–800°C 的高温区间)呈液态熔融状。这种液态熔盐在极端高温下依然具备极高的化学稳定性,经历上千次“捕集-释放”循环也不会发生明显退化。

2. 捕集与分离工作流程

系统采用闭环循环设计,主要包含两个核心阶段:

  1. 高温捕集阶段(Capture / Absorption)

    • 工业设备(如锅炉、窑炉、燃气轮机)产生的高温烟气直接进入捕集反应腔。

    • 熔盐吸收剂通过像“花洒头”一样的喷射器以微小液滴形式洒下,与上升的高温烟气相遇。

    • 熔盐与烟气中的 $CO_2$ 发生放热化学反应,选择性地将 $CO_2$ 结合并转化为热稳定的碳酸盐,捕集率可达 90%~98%。脱碳后的干净气体直接排放。

  2. 热再生与高纯度提取阶段(Desorption / Regeneration)

    • 载有 $CO_2$ 的熔融盐被输送至解吸反应器(Desorber)中。

    • 稍微提高温度后,$CO_2$ 会从熔盐中“沸腾”释放出来。

    • 释放出的 $CO_2$ 纯度高达 99.9%,可以直接封存或作为工业原料出售。

    • 恢复原状的熔盐则重新循环回捕集腔,继续下一轮捕集。

3. 核心优势:热能回收与极致节能

  • 直接对接高温烟气(零冷却惩罚)

    常规系统需将烟气冷却至 40°C–50°C 才能捕集,导致大量热能白白浪费。Mantel 可以直接在工业炉内部或紧邻的管道中进行捕集,无需冷却设施。

  • 高品质热能联产(Cogeneration)

    熔盐吸收 $CO_2$ 时发生的放热反应会产生大量高品质热能。系统将这些热量回收并转化为高压蒸汽,重新用于工厂发电或回馈生产流程。

  • 综合降本幅度

    得益于热能回收和免去冷却,Mantel 的技术可将净能耗降低 60% 以上,捕集成本直接缩减一半(相比传统技术,每吨 $CO_2$ 可节省 $30–$50 成本)。

4. 适用场景

该技术特别适合重工业“难减排”领域,如水泥厂、钢铁厂、纸浆及造纸厂、化工炼化厂以及石化/煤炭发电厂等。它以模块化(如集装箱大小)的形式设计,能够无缝挂载在工厂现有设备末端,无需对主体生产线进行破坏性改造。


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