[发明专利]用于将CO2转化为高附加值和/或营养值产物及能源的连续系统

说明书

发明目的

本发明的目的是一种用于将CO₂转化为高附加值和/或高营养值产物以及其它能源的连续系统。

发明背景

大量的太阳能照射地球的表面，大约为当前能量消耗的15,000倍。这是我们星球的最大的能源。

然而，在地球的任何地点，每单位面积能量集中的效率非常低，仅为约1至5kWh/m²/天。这样低效率的能量集中限制了太阳能作为一次能源的直接使用。

一个目标是通过使用磁流体光合催化剂(magneto-hydro-photosynthetic catalyst)收集太阳光和CO₂并将其转化为连续能源的系统而从此低能量密度状态转变为高密度状态，后者是实际系统(actual system)。

基于此原则，申请WO2007144440是已知的，其描述了用于与本发明系统类似功能的光转换器，然而，其水平而非垂直的构造以及其它特征使其在本质上是不同的。

当前全球变暖是一个问题，为了消除所述变暖的影响或使所述变暖的影响最小化，在不同技术领域中导致了新技术的开发。为了遵守京都议定书(Kyoto protocol)规定的关于减少CO₂/SO₂排放和导致所谓温室效应的其它气体的排放的宗旨，经济区的责任是引导各个国家寻找替代和可再生燃料以防止可能的处罚税。

尽管在一些地区太阳能和风能的生产日益增加，但是这些技术是非常昂贵的，它们并不是在所有的气候区都是可行的并且不确保连续的能量生产。在这样的条件下，生物燃料具有作为化石燃料的替代者的重要作用，特别是在运输用途和供热用途方面。

来自陆生植物诸如棕榈和菜籽油的生物燃料的生产成本始终是被关注的理由。考虑到每公顷的低油生产指数(low oil production indexes)，为了达到商业生产的目的，需要大量的资源。陆地和水是两种稀少资源，并且优选利用它们生产食品，而且生产食品对农民还更有利可图。而且，大量的施肥是陆地和水污染的首位形式。大量的单一农作物耕作也是生物多样性的主要危害之一。

加利福尼亚-伯克利大学，自然资源研究(Natural Resources Research)第14卷2005年3月第1期65-72页的研究显示，陆生植物如向日葵需要比其自身能够供应的能量更多的能量来转换为燃料，例如，为了生产卡值为9,000,000Kcal的1,000kg的向日葵燃料，不得不消耗1900万Kcal，这对应于比化石燃料释放的CO₂更大的CO₂释放。换言之，如果使用化石燃料进行100km旅行的135hp(100kW)汽车的排放为20Kg的CO₂，则当使用向日葵-基燃料时，总的组合排放为36Kg的CO₂。然而，在基于靠发电站例如热发电站的CO₂维持的浮游植物的燃料的情况下，排放到大气中的CO₂的量为10kg。这是由于下列事实：由浮游植物俘获的CO₂已经转而产生了100kW的功率，因此每产生1kW所释放的CO₂的余量减半。此外，本发明描述了其中并非将全部最终产物都用于生产燃料，而是还用于生产高营养值产物的系统。

应当强调，当应用产生电能的最终产物时，没有CO₂排放到大气中，因为这些CO₂被再次引入到系统中用于浮游植物的生产。

由以上论述看来，在生产允许替代含石油来源的燃料的用途的浮游植物的情况下，从环境观点来看的优点是明显的。据此，对于获得允许大量生产这种产物的培养物存在巨大的挑战。为此，有必要适当地选择将要使用的反应器。

当前以工业规模或实验室规模使用的反应器可以分为两大组：

-开放式反应器

-封闭式反应器

о水平的

о垂直的

开放式反应器

它们包括使用其中藻类、水和营养物借助于发动机驱动的浆片系统在回路中循环的浅罐。