科技多面手——二氧化碳

说起二氧化碳，大多数人的第一反应都认为这是一种有害气体。的确，二氧化碳是温室气体的一种，但是随着科技的发展，它已经不再是单纯的废气了，而是一种多功用气体。当二氧化碳处于超临界状态时，它可以实现更多功用，北京大学工学院终身教授张信荣对此进行了详细介绍。

能发电的二氧化碳

“超临界二氧化碳既不是气态也不是液态，我们需要对它有一个全新的认识。”张信荣说，“二氧化碳在某些状态下能够传递能量，且能够超过声速，像爆炸一样。在开放空间，把一个热粒子或一个冷粒子投入到二氧化碳中，在特殊状态下能够引起像爆炸一样的能量输运现象。可见，我们对二氧化碳还有许多待发现的地方。”

利用二氧化碳发电是目前较新的一种技术手段，实验证明，利用二氧化碳发电在某些情况下比目前的通用发电方式——水蒸气发电要好得多。并且结合布雷顿循环和朗肯循环的新的耦合发电循环，可以实现100〜1000摄氏度的电力供应。

“我们从2003年第一个提出这一原创性想法，我国在‘十三五’期间关于煤炭领域清洁煤燃烧重大专项、核能重大专项以及太阳能热发电重大专项中都采用了二氧化碳发电技术。利用二氧化碳发电已经不再是梦想。” 张信荣说。

能制冷和制热的二氧化碳

在日常生活中，冬季供暖要烧煤，做饭要用天然气，夏天制冷要用加氟的空调，我们的生活离不开制冷和制热技术。事实上，二氧化碳从制冷到制热都是“一把好手”。而且，二氧化碳的制热效率非常高。

张信荣说：“用二氧化碳替代氟利昂制冷的技术已经开始应用，在欧洲有超过200家商超采用二氧化碳制冷。二氧化碳制冷可以做多个输出，可以同时实现冷冻、冷藏和制热。也就是说，一套二氧化碳系统能抵好几个传统能源站。”上海的一家老牌饭店——浦江饭店，也已经开始使用二氧化碳制热技术来满足日常热水需求，制热效率良 好。

此外，二氧化碳制冷技术还应用到冬奥会场馆的建设中。北京2022年冬奥会竞赛场馆——国家速滑馆就使用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术。滑雪场也使用了二氧化碳技术造雪，“我们设计了这套方案，分为分布式和集中式，可以造出天然的雪，而且能量不浪费，热量可满足在更多场景下的利用，节能30%以上。”

可以消灭病毒的二氧化碳

“二氧化碳在消灭病毒方面也可以发挥重要作用。疫情期间，我们发现利用二氧化碳可以灭活新冠病毒。在北京新发地批发市场和京深海鲜市场发现新冠病毒后，我们用二氧化碳冷冻技术，将新冠病毒的包衣膜溶解，从而破坏病毒的DNA。”张信荣说。

用作能源和動力的二氧化碳

二氧化碳能做的事情还有很多。张信荣说：“我们可以用它建能源站。目前的能源站以传统能源为主，如天然气，其实二氧化碳也可以，并利用太阳能等可再生能源驱动，这样就可以有效利用二氧化碳。”

二氧化碳还能作为动力使用，例如，可以替代炸药发射无人机。其实，使用二氧化碳作为动力驱动材料已经投入实际应用，广州地铁在新线路开发时就使用了二氧化碳进行爆破。在新型动力方面，二氧化碳可以作为新能源来驱动汽车。张信荣说，使用二氧化碳这种清洁能源的效率不比氢能差。

如今，减碳是实现可持续发展的必选项。在这一过程中，一方面，要减少碳排放;另一方面，更要通过科技的手段中和碳排放，并实现废气利用。这样才能实现真正的绿色发展。