（通讯员谢起贤）近来，南开大学电子信息与光学工程学院光电子薄膜器材与技能研讨所罗景山教授课题组，针对水泥出产的悉数进程中很多碳排放问题，结合课题组在电化学水分化和二氧化碳复原反响方面的研讨根底，提出了一种根据电化学的石灰石（CaCO）和有价值碳质产品的办法。有别于传统水泥出产制备工艺石灰石高温热解开释二氧化碳一起得到生石灰（CaO）的办法，该办法不排放二氧化碳，而是将石灰石中的碳元素转化成有价值的碳质产品，可以用作燃料和化学品出产，未来有望用于水泥职业脱碳，助力我国完成“双碳”方针。该研讨以“Electrochemicaltransformationoflimestoneintocalciumhydroxideandvaluablecarbonaceousproductsfordecarbonizingcementproduction”为题宣布在世界学术期刊iScience上。

  在很多工业出产进程中，建筑材料水泥的出产是最大的二氧化碳排放源之一。2020年水泥职业碳排放占我国碳排放总量的13.5%，水泥职业绿色低碳开展对我国完成“双碳”方针至关重要。计算陈述数据显现，出产1吨水泥约排放0.6吨二氧化碳，其间约60%排放来自于石灰石的热分化，其他约40%排放来自于加热进程中化石燃料运用及相关设备的电力耗费。化石燃料运用和电力耗费发生的二氧化碳排放可以终究靠运用可再生燃料和可再次出产的动力来减排，但消除石灰石热分化生成生石灰进程中排放的二氧化碳依然面对巨大应战。

  电化学转化石灰石（CaCO3）制消石灰（Ca(OH)2）及有价值碳质产品示意图。

  2021年，南开大学与安徽芜湖市人民政府、海螺集团敞开战略协作，罗景山教授作为项目负责人与海螺集团全资子公司三碳（安徽）科技研讨院有限公司共建南开大学-海螺集团“二氧化碳资源化综合运用”联合实验室，一起探究二氧化碳资源化运用办法和水泥职业碳减排途径，助力水泥职业绿色低碳开展，用科技支撑我国完成“双碳”方针。

  针对石灰石（CaCO3）热分化生成生石灰（CaO）进程中排放二氧化碳（CO2）的难题，罗景山课题组根据以往报导的电化学转化CaCO3制备Ca(OH)2研讨，并结合课题组在电化学水分化和二氧化碳复原反响方面的研讨根底，提出了一种根据电化学系统的石灰石转化出产消石灰和有价值碳质产品的办法。有别于石灰石高温热解办法，该办法不排放二氧化碳，而是将石灰石中的碳元素直接转化成有价值的碳质产品，可以用作燃料和化学品，为水泥职业碳减排供给了新的思路。

  首要，本作业根据中性水分化反响系统对CaCO3做处理转化。此进程运用中性水分化反响中析氧反响进程发生的氢离子（H+）与CaCO3反响生成钙离子（Ca2+）及二氧化碳，Ca2+与系统中生成的氢氧根（OH-）结合构成Ca(OH)2，可直接用于水泥出产。其次，经过切换施加电压，将系统中生成的二氧化碳原位转化成有价值的碳质产品，如一氧化碳、甲烷、烯烃等，反响产品可以终究靠互换催化剂完成调控。

  (A)电解池系统中石灰石（CaCO3）电化学转化为消石灰（Ca(OH)2）和碳质产品进程的示意图；(B)CaCO3、(C)Ca(OH)2扫描电子显微镜图画及(D)X射线衍射谱图；(E)不同金属电极在CaCO3中性电解液系统中生成有价值碳质产品的法拉第功率。

  该论文有关技能已由南开大学和海螺集团联合请求国家发明专利。此项技能提出了根据电化学法进行水泥出产来完成水泥职业脱碳的新概念，现在仍处于实验室科学研讨阶段，未来实践使用还需进一步研讨，罗景山教授团队正在对反响系统和反响器材来优化规划，以期完成工业化使用的方针。

  该论文榜首作者为谢起贤博士，罗景山教授为通讯作者。该研讨作业得到了海螺集团、国家重点研制方案、国家自然科学基金优秀青年基金、天津市杰出青年基金以及物质绿色发明与制作海河实验室赞助。