将碳排放转化为固体纳米纤维

我们今天所知道和使用的碳纤维早在20世纪70年代末就出现了，但这并不意味着创新就此结束。碳纤维的应用始于高端航空航天市场，并扩展到运动设备、汽车制造、风力涡轮机和更广泛的应用领域。

从那时起，新的碳纤维被开发出来，其碳含量高达95%，与早期版本相比，具有更高的抗拉强度(即材料在拉力下的阻力)和弹性。而且还没有到此为止。如果我们说你可以选择导致全球变暖的两种气体——二氧化碳(CO₂)和甲烷——并将它们加工成用于各种用途的固体?嗯，就是这样Carbonova在干什么。

在固体碳纳米纤维中锁定碳排放

Carbonova是一家“深度科技”公司，致力于生产大批量、优质的碳纳米纤维，用于大规模的市场应用。他们开发了一种化学催化工艺，将二氧化碳和甲烷结合废热转化为高强度碳纳米纤维，使工业能够使用温室气体作为原料，并将其转化为可持续和有价值的固体商品。

Mina Zarabian博士在加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学攻读博士学位，师从世界知名催化剂专家Pedro Pereira Alamo博士。她使用了一种不符合其用途的材料。这种材料与CO高度反应₂使其无法执行原来的功能。她和她的顾问意识到他们可以催化一氧化碳₂并将其转化为固体碳——但他们不确定经济效益。

“在我们最初的设计之后，我们明白这个过程不仅仅是CO的垃圾桶₂扎阿拉伯说。“经过详细的显微镜观察，我们知道我们正在生产碳纳米纤维，这种材料的强度是钢的40倍，重量是钢的4倍。它还具有导电性和热稳定性等其他特性，并创造了一种具有多种功能的新型材料。”

Carbonova技术从CO开始₂还有甲烷，两种温室气体。据该公司称，甲烷对全球变暖的影响是CO的30倍₂每年有1400亿立方米的天然气被燃烧到大气中。将甲烷捕获到碳纳米纤维中，为进一步回收垃圾填埋场、生物质和天然气储层中的温室气体打开了大门。

Carbonova生产周期的设计是节能的，可以回收自身过程中产生的热量，并使用来自其他工业设施的余热，如发电厂、水泥生产或炼油厂。该工艺使用了一种专有的催化剂表面化学，可以选择性地加速反应，减少分解CO所需的能量输入₂和甲烷形成碳纳米纤维。

Zarabian说，虽然市场上已经有了碳纳米纤维，但Carbonova开发的工艺有机会降低价格，扩大纳米纤维的应用范围。

高能源需求和原材料成本是当前生产的主要成本组成部分，卡诺瓦表示，其工艺解决了这两个问题。Carbonova的工艺与传统的催化工艺类似，具有高转化率的连续流动模式，没有等离子体、激光和电化学等其他工艺的复杂性和局限性。

Carbonova团队定期模拟设计和实验之间的迭代过程。扎阿拉伯说:“如果我们没有模拟技术，我们就不得不对所有东西进行实验，这是非常昂贵的。”通过模拟不同的设计，他们可以改进设计，而无需首先进行实验。“我们定期使用A万博nsys来设计反应器，评估流体力学将材料混合成复合材料，等等。”总体生产成本是将这项技术推广到广大公众的主要障碍之一。

“降低碳纳米纤维的价格使更多人能够获得先进的技术，”Zarabian说，“这可以追溯到工程的起源:提高人们和社会的生活质量，无论是通过更好的汽车、运动设备、服装还是其他应用。”

以多样性加强工程

扎阿拉伯和佩雷拉在2018年底完成博士学位后共同创立了Carbonova。在一个由10名全职员工组成的团队中，创始人和高管将他们的成功部分贡献给了团队的多样性。

“我们的第一个原型由数百个零部件组成，所有零部件都必须根据P&ID(工艺和仪器图)进行组装，并经过详细的HAZOP(危险和可操作性研究)。在一个高度多样化和包容性的工程环境中接受培训，我感觉很棒。”

扎阿拉伯说:“我认为，女性要想在工程领域取得真正的成功，最重要的是拥有强大的支持系统，无论是导师、老师、父母、学校项目还是其他什么。我们经常教我们的女孩不要做沉重或危险的事情。相反，我们应该安全地鼓励他们。”

在"看不见的女人，我们日常生活中的很多数据都没有考虑到女性，认为男性是默认的，女性是非典型的。这就导致了我们系统中的数据差距和歧视。女性为此付出了巨大的代价:金钱、时间，有时甚至是生命。

“当我第一次开始在佩德罗团队的试点流程团队工作时，我很担心体力需求。一切都必须完全准确，精确-但实验室里的一些东西对我来说又重又高，”Zarabian说。

扎阿拉伯解释说，从历史上看，我们周围的大多数东西都是男人为男人设计的。从高度角度到工具的设计，甚至汽车的安全措施都是为男性设计的。有时这只是让人恼火，但可能会危及生命。“我们需要更多的女性工程师和科学家来创造更多的科学数据，并对这个隐形群体给予更细致的关注，”Zarabian补充道。

Zarabian希望Carbonova能够找到并吸引更多女性加入团队，并支持女性进入工程领域。

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