印度人不但有一種“牛崇拜”,也仿佛有一種“牛糞崇拜”,以為用牛糞就能“創造萬物”。據《IT之家》3月18日報道,在全球都為碳捕獲技術的高成本、高能耗頭疼時,印度科研人員另辟蹊徑,將目光鎖定在了本國取之不盡的牛糞上——印度理工學院甘地納加爾分校的科研人員把牛糞玩出了新花樣,竟把它制備成了能高效捕捉二氧化碳的氮摻雜多孔碳材料,相關成果還登上了《Surfaces and Interfaces》期刊,這也讓牛糞這一印度“特色資源”跨界闖進了碳中和領域。
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在印度,牛糞本是農村里隨處可見的肥料和炊事燃料,而這次科研團隊通過“單步干法合成”的操作,把牛糞和三聚氰胺、碳酸氫鉀混在一起,在無氧環境里高溫熱解,愣是做出了性能亮眼的NDPC-1氮摻雜多孔碳。
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這款材料氮含量2.95%,比表面積高達1153平方米每克,一克鋪開能蓋好幾個網球場,二氧化碳捕獲能力比純牛糞熱解碳高出58%,還能在30℃低溫下工作,10次吸附-脫附循環后性能絲毫不減,乍一看,確實是把牛糞的“價值”拉到了新高度。
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不過這波操作在印度其實一點也不意外,畢竟印度人民對牛糞的開發利用,早就到了“萬物皆可牛糞”的境界,各種腦洞大開的牛糞產品能讓人大開眼界,挑五個經典的出來,個個都讓人直呼離譜:
第一個是牛糞芯片,印度曾號稱這是全球首款,說塞手機里能防輻射、治百病,成本才1美元,出口能賣10美元,結果美國壓根不買賬,最后直接爛尾,堪稱牛糞科技的“滑鐵盧”;
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第二個是牛糞日化三件套(肥皂、牙膏、洗面奶),印度商家把牛糞磨成粉摻進去,宣稱能殺菌祛痘還抗衰老,結果別說外國人,連印度網紅都不敢往臉上試,銷量慘到不忍直視;
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第三個是牛糞餅禮盒,這玩意兒不是吃的,是拿來驅蚊的,還被包裝成印度高端伴手禮,靠著“天然驅蚊”的噱頭火了一把,成了牛糞產品里少有的“爆款”;
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第四個是牛糞涂料,古吉拉特邦一位女子首創,把牛糞混紅土涂墻上、車上,說能冬暖夏涼比空調還管用,結果實際用起來又臭又容易開裂,只在農村小范圍折騰了下就沒了下文;
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第五個是牛糞燈,牛糞混黏土做燈罩,點著了散發“神圣氣味”,印度還揚言要在排燈節前做3.3億盞,取代中國進口燈飾,主打一個“本土環保+神圣buff”,只能說勇氣可嘉。
除此之外,印度還整出過牛糞口罩、牛糞抗疫神藥,甚至還有官員帶頭推廣洗牛糞澡防新冠、喝牛尿保健康,把牛糞的“應用場景”拓展到了離譜的地步,也難怪這次會把牛糞用到碳捕獲上,只能說印度對牛糞的執念,已經刻進了骨子里。
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但熱鬧歸熱鬧,冷靜下來分析就會發現,用牛糞制備多孔碳,其實是個看似亮眼實則雞肋的選擇,因為多孔碳的制備,本就有更優的解決方案——樹木、竹子、稻草這些植物生物質,才是制備多孔碳的“天選之材”。
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從工藝上來說,植物基多孔碳的制備早已形成成熟體系,比如用竹屑、秸稈等原料,只需簡單的低溫預炭化+溫和活化就能做出高性能產品,全程無需復雜的原料配比,也不用嚴格的無氧環境把控。
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而牛糞制備NDPC-1,不僅要精準調配牛糞和三聚氰胺的比例,還得搭配碳酸氫鉀做活化劑,高溫熱解的無氧條件要求嚴苛,單步干法合成看似簡單,實則對設備和操作的要求遠高于植物基制備,步驟麻煩不說,還容易出紕漏。
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從成本來看,植物生物質在全球各地都易獲取,秸稈、竹屑、果殼等更是農業和林業廢棄物,幾乎無原料成本,活化過程甚至能利用空氣氧化等綠色手段,進一步降低成本。
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而牛糞看似免費,可實際規模化生產時,牛糞的收集、晾曬、粉碎都需要人工和場地成本,再加上三聚氰胺、碳酸氫鉀等輔料的花費,整體成本比植物基多孔碳高出不少,所謂的“低成本”,只是相對傳統化工合成的多孔碳而言,在植物基面前毫無優勢。
更重要的是,植物基多孔碳的性能早已得到驗證,竹基、木屑基多孔碳不僅比表面積大、吸附性能優異,還能根據需求靈活調控孔隙結構,在碳捕獲、儲能等領域的應用已經十分廣泛,而且植物的再生速度快、資源量遠超牛糞,完全能滿足規模化生產的需求。
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反觀牛糞多孔碳,即便NDPC-1性能不錯,可受限于牛糞的收集范圍和處理難度,規模化生產的落地性極低,所謂的“可持續”也只是紙上談兵。所以其雖然夸得很大,還上了科技雜志,但實際上是很搞笑的!
印度這次用牛糞制備多孔碳的嘗試,不得不說確實有創新思維,把農業廢棄物和碳捕獲技術結合,也契合循環經濟的理念,但創新終究要回歸實際。牛糞在印度有其獨特的文化和資源屬性,做肥料、當燃料才是它的正確打開方式,硬要把它推上高端材料的舞臺,不僅舍近求遠,還會徒增成本和工藝難度,本質上是得不償失的。
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印度與其在牛糞上挖空心思,不如借鑒植物基多孔碳的成熟技術,把簡單的事情做好,才是碳中和路上最實在的選擇。而印度的這波操作,說到底,更像是一次帶著本土特色的科研嘗試,熱鬧過后,終究難成主流。
消息來源:《IT之家》3月18日報道《印度科學家發現牛糞衍生材料可實現高效CO?捕獲,助力實現碳減排》
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