苏打水生产过程消除了二氧化碳排放

弗劳恩霍夫研究人员及其合作伙伴在绿色苏打项目中开发了一种创新且环保的苏打生产方法，这种方法对许多行业都至关重要。该工艺基于盐水的双极电渗析。离子交换过程和二氧化碳的添加产生了绿色苏打。该技术还将有助于加强德国作为工业基地的制造业。

碳酸钠，又称苏打灰，是许多不同工业领域必不可少的材料。它用于造纸、保存食物、制造玻璃和中和酸。

它也存在于私人家庭中，它是发酵粉的主要成分，并用作去污剂和排水管清洁剂。数字反映了这一点：德国化学工业协会VerbandderchemischenIndustrie(VCI)表示，仅在2023年，德国就生产了约210万公吨的纯碱和碳酸氢钠。

问题是，生产苏打水会排放大量二氧化碳——每吨800公斤。含盐废水是另一种副产品，会增加水体的盐度。

解决方案是一种可持续的新型生产工艺，该工艺不会产生破坏气候的二氧化碳排放或盐水。

该方法由弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)与绿色苏打联合研究项目的合作伙伴共同开发。亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心和地热设施运营商作为项目合作伙伴参与其中，苏打制造商QEMETICASodaDeutschland也参与其中。

清洁工艺：双极电渗析

自19世纪以来，人们就开始使用索尔维法生产苏打。在这种方法中，人们使用焦炭或煤燃烧石灰石。这会产生二氧化碳，二氧化碳进一步与盐水、氨和石灰发生反应，生成碳酸钠，但也会产生大量的氯化钙废水。

“我们的方法是一种环保的替代方法，不需要有问题的基本材料，”弗劳恩霍夫IKTS技术电解、地热系统和放射性核素实验室的团队经理Hans-JürgenFriedrich解释道。

绿色苏打法基于电化学工艺路线。该技术的核心是双极电渗析，其中涉及超薄膜。这些膜上的孔非常小，只有单个离子可以通过。

膜作为交换介质，只允许带负电荷的阴离子或带正电荷的阳离子通过。这意味着在此过程中，盐和水的混合物(盐水)被分解成氢氧化钠和盐酸。

氢氧化物是盐类化合物，与水接触后会形成氢氧化钠。然后，将二氧化碳添加到氢氧化钠中，最终产物就是苏打。

弗里德里希说：“这样一来，我们在生产碳酸钠时就不会向大气中排放温室气体，也不会产生增加河流或其他水体盐度的有害工业废水。”

弗劳恩霍夫研究人员还计划利用地热能进行结晶和干燥过程，以消除化石燃料的使用。

碳减排量翻一番

研究人员正与项目合作伙伴合作开发一个中试规模的系统，该系统可从沼气系统或工业燃烧过程中提供该工艺所需的二氧化碳。这意味着绿色苏打项目可同时通过两种方式防止有害温室气体排放：在制造过程中，以及利用其他行业产生的过量二氧化碳。

新方法的另一个优点是碳中和生产不需要昂贵的气候证书。这不仅有利于环境，而且对维持德国高质量的工业制造基础做出了重要贡献，同时还能带来经济利润。