本文所述的實(shí)施例通常涉及捕獲大氣中溫室氣體并將其轉(zhuǎn)換為工業(yè)上有價(jià)值的產(chǎn)物，更具體地，涉及將大氣(氣液均可)中氣相的二氧化碳或甲烷轉(zhuǎn)換為固體碳、氧氣或氫氣以產(chǎn)生工業(yè)上有價(jià)值的產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全球變暖是當(dāng)今人類面臨的最重要問題之一。迫切需要解決如何處理使用化石燃料產(chǎn)生的氣體，必要的是用氫氣代替化石燃料并開發(fā)經(jīng)過認(rèn)證的可持續(xù)方法來(lái)獲得這種氫氣。溫室氣體排放(如二氧化碳、甲烷和一氧化二氮)是氣候變化和全球變暖的主要原因?；剂系娜紵?、森林砍伐和工業(yè)過程是溫室氣體排放的主要來(lái)源。

2、近年來(lái)，世界見證了全球氣溫的穩(wěn)步上升，海平面上升和極端天氣事件，所有這些都可以歸因于大氣中溫室氣體的積累。為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)提出了減少溫室氣體排放的各種措施。這些措施包括使用可再生能源、節(jié)能技術(shù)以及實(shí)施碳捕獲和儲(chǔ)存(carboncapture?and?storage，ccs)技術(shù)。ccs是捕獲發(fā)電廠和工業(yè)過程中的二氧化碳排放并將其儲(chǔ)存在地下的過程，在地下它們可以被安全儲(chǔ)存并防止其進(jìn)入大氣。

3、同時(shí)ccs是減少溫室氣體排放的有效技術(shù)，捕獲的氣體也可以轉(zhuǎn)換為有用的工業(yè)產(chǎn)物(如合成燃料、塑料和化學(xué)品)。這一過程被稱為碳捕獲和利用(carbon?capture?andutilization，ccu)，這不僅減少了溫室氣體排放，還為工業(yè)創(chuàng)造了新的收入來(lái)源。

4、因此，需要能夠有效地捕獲和轉(zhuǎn)換溫室氣體排放為有用的工業(yè)產(chǎn)物的創(chuàng)新技術(shù)。本發(fā)明通過提供一種能夠有效地捕獲溫室氣體排放并將其轉(zhuǎn)換為有價(jià)值的產(chǎn)物和信息的設(shè)備來(lái)滿足這一需求。

5、之前的碳捕獲方法和設(shè)備主要側(cè)重于捕獲和儲(chǔ)存溫室氣體，以防止其釋放到大氣中。雖然這些技術(shù)在減少排放方面是有效的，但它們并沒有解決將這些捕獲的氣體轉(zhuǎn)換為有價(jià)值的工業(yè)產(chǎn)物。目前的ccs方法涉及將捕獲的氣體運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存地點(diǎn)，在那里無(wú)限期儲(chǔ)存。這一過程是能源密集型的，并沒有為工業(yè)提供任何經(jīng)濟(jì)激勵(lì)以減少它們的排放。此外，傳統(tǒng)的碳捕獲技術(shù)往往復(fù)雜且實(shí)施成本高，使中小型企業(yè)難以采用。

6、本發(fā)明通過提供一種新的人工智能技術(shù)來(lái)解決這些問題，該技術(shù)產(chǎn)生反應(yīng)堆以捕獲和轉(zhuǎn)換溫室氣體排放為產(chǎn)物，通過使用帶有電極的納米通道新型系統(tǒng)為減少溫室氣體排放提供了一種更可持續(xù)和經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。本發(fā)明有利于反應(yīng)的選擇性，并且還允許通過能夠由軟件遠(yuǎn)程控制的暗等離子體的超快脈沖施加非常高的電場(chǎng)。

7、因此，一種用于捕獲大氣中的溫室氣體的人工智能系統(tǒng)、設(shè)備和方法，能夠?qū)⑦@些溫室氣體轉(zhuǎn)換為有用的工業(yè)有價(jià)值的產(chǎn)物，這將帶來(lái)各種好處?，F(xiàn)有技術(shù)提到了當(dāng)前系統(tǒng)的類似部分，但沒有相同的使用和詳細(xì)結(jié)構(gòu)。此外，現(xiàn)有技術(shù)中提到的成分不能一起工作以分解溫室氣體成分，從而生產(chǎn)預(yù)定產(chǎn)物。在本發(fā)明主題的參考文獻(xiàn)中，wo?2008/134871提供了一種二氧化碳反應(yīng)器的示例，其中可以通過電解獲得碳?xì)浠衔?。問題是該專利僅提供了通過電解生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏亩趸挤磻?yīng)器的示例，而針對(duì)預(yù)定產(chǎn)物沒有提供發(fā)明的具體細(xì)節(jié)或完整描述。

8、us6806778b1公開了一種配置達(dá)林頓(darlington)和共源共柵(cascode)的3個(gè)晶體管的布置。然而，該配置僅限于配置達(dá)林頓和共源共柵的3個(gè)晶體管，并且它沒有更廣泛地解決與達(dá)林頓晶體管或晶體管驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)的其他限制或挑戰(zhàn)。另一方面，cn206878798u描述了一種具有額外部件的達(dá)林頓晶體管驅(qū)動(dòng)電路，但其結(jié)構(gòu)與本發(fā)明不同，因?yàn)樗鼈?cè)重于本發(fā)明中描述的電路和整體技術(shù)。

9、us20170321333?a1描述了一種使用膜電極組件(membrane-electrode?assembly，mea)將二氧化碳(carbon?dioxide，co2)還原為碳?xì)浠衔锏碾娀瘜W(xué)反應(yīng)器。然而，它僅限于通過使用該類型的電化學(xué)反應(yīng)器將co2還原為碳?xì)浠衔?。在us7855603b1溫度補(bǔ)償自偏置達(dá)林頓對(duì)放大器中，公開了一種由兩個(gè)達(dá)林頓陣列組成的陣列，其中第一個(gè)是通用陣列。正如該專利所述，這些陣列的穩(wěn)定性可能會(huì)受到溫度變化的影響。為了解決這個(gè)問題，提出了第二個(gè)達(dá)林頓陣列，該陣列能夠自我補(bǔ)償溫度引起的偏差。本公開旨在克服發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)問題，并為本技術(shù)引入一種功能性人工智能系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一實(shí)施例中，一種溫室氣體捕獲和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：溫室氣體攝入設(shè)備，其配置為接收攝入的氣體；納米過濾器分離設(shè)備，其配置為接收攝入的氣體并分離攝入的氣體的主要成分；納米電反應(yīng)器系統(tǒng)，其配置為從納米過濾器分離設(shè)備接收主要成分，并從納米過濾器接收的主要成分中產(chǎn)生一種或多種產(chǎn)物和地球大氣信息；以及人工智能系統(tǒng)，其配置為自重復(fù)數(shù)據(jù)，以使用ners提供的地球大氣信息制定設(shè)計(jì)解決方案。

2、在一實(shí)施例中，一種納米電反應(yīng)器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：納米膜；至少兩個(gè)電極(陰極和陽(yáng)極)，覆蓋有為高電場(chǎng)的納米脈沖的電催化作用而開發(fā)的材料；以及氣體等離子體，在所述陰極和所述陽(yáng)極之間。

3、在一實(shí)施例中，一種碳捕獲和轉(zhuǎn)換設(shè)備，該系統(tǒng)包括納米過濾器，所述納米過濾器包括：聚甲基丙烯酸甲酯、石墨成分或金屬有機(jī)框架支撐物；微米級(jí)密封薄膜；絲狀電極系統(tǒng)，其在所述微米級(jí)密封薄膜和聚甲基丙烯酸甲酯、石墨成分或金屬有機(jī)框架支撐物之間具有第一陽(yáng)極和第一陰極；以及具有納米孔的膜。該系統(tǒng)還包括納米電反應(yīng)器系統(tǒng)，所述納米電反應(yīng)器系統(tǒng)包括：納米膜；至少兩個(gè)電極，第二陰極和第二陽(yáng)極，覆蓋有為高電場(chǎng)的納米脈沖的電催化作用而開發(fā)的材料；以及所述陰極和所述陽(yáng)極之間的氣體等離子體。

4、在一實(shí)施例中，一種捕獲和轉(zhuǎn)換來(lái)自大氣和其他來(lái)源的溫室氣體的方法包括：攝入溫室氣體；使用納米過濾器分離設(shè)備分離攝入的氣體的主要成分；通過納米電反應(yīng)器系統(tǒng)(nano?electro?reactor?system，ners)從分離的主要成分中生產(chǎn)碳基產(chǎn)物；以及通過第二納米過濾器分離設(shè)備過濾ners輸出流中的副產(chǎn)物氣體。

5、在一實(shí)施例中，一種設(shè)計(jì)、建模和人工智能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)器，配置為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型，該學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型由訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)生成，其中使用來(lái)自溫室氣體捕獲和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的用戶輸入來(lái)調(diào)優(yōu)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并且其中特定氣體或化合物攝入量與所述系統(tǒng)的每個(gè)標(biāo)記的參考建模相關(guān)聯(lián)，以及部件指示與建模系統(tǒng)原型相關(guān)聯(lián)的特征。

技術(shù)特征：

1.一種溫室氣體捕獲和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第二納米過濾器分離設(shè)備，其配置為接收所述ners的輸出流并過濾來(lái)自所述一種或多種產(chǎn)物的副產(chǎn)物氣體和固體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括共反應(yīng)物源，其配置為將其他反應(yīng)產(chǎn)物輸入到所述ners和地球大氣信息中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述共反應(yīng)物源是氣體或液體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一納米過濾器分離設(shè)備包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述膜納米孔的直徑為1nm或更大。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述第一納米過濾器分離設(shè)備經(jīng)由介電泳dep在高脈沖電場(chǎng)效應(yīng)下通過遷移分離氣體，并且膜根據(jù)給定化學(xué)種類的分子大小分離氣體。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中由所述溫室氣體攝入設(shè)備供給的氣體或液體流被分配并與絲狀電極接觸，以基于氣體或液體的電子遷移率產(chǎn)生粒子的分離。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第二納米過濾器分離設(shè)備包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述納米孔的直徑為1nm或更大。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中施加電場(chǎng)以產(chǎn)生電沉淀效應(yīng)來(lái)分離固體。

12.一種納米電反應(yīng)器系統(tǒng)，包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中ners部件采用有利于反應(yīng)的選擇性的材料制造，并且還允許施加非常高的電場(chǎng)。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極的設(shè)計(jì)使由每個(gè)孔中的邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的電場(chǎng)最大化。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極以足以通過場(chǎng)效應(yīng)提高所述等離子體產(chǎn)生中的能量效率的距離間隔開。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極是可移動(dòng)的。

18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極是固定的。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述電極處于預(yù)定距離。

20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)在冷等離子體區(qū)中操作。

21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極包括允許施加高電場(chǎng)的與納米脈沖、皮脈沖和毫微微脈沖發(fā)生器耦合的納米通道系統(tǒng)。

22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電極是不對(duì)齊的，使得每個(gè)電極中的孔允許氣流流過所述孔，從而實(shí)現(xiàn)最大擴(kuò)散和最大的暴露電極表面積。

23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)能夠通過軟件遠(yuǎn)程控制。

24.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)用于產(chǎn)生脈沖冷等離子體的達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中達(dá)林頓陣列的關(guān)閉允許脈沖的可重復(fù)性，從而允許其用于開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。

26.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括：

27.一種碳捕獲和轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括：

28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，還包括：

29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，還包括連接到所述ners的輸出流的第二納米過濾器分離設(shè)備，所述第二納米過濾器分離設(shè)備配置為過濾副產(chǎn)物氣體和固體。

30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其還由軟件遠(yuǎn)程控制。

31.一種來(lái)自大氣和其他來(lái)源的溫室氣體的捕獲和轉(zhuǎn)換方法，包括：

32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其包括通過共反應(yīng)物源將其他反應(yīng)產(chǎn)物輸入到所述ners。

33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其包括輸入氣體或液體。

34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其包括采用納米過濾器經(jīng)由介電泳dep在高脈沖電場(chǎng)效應(yīng)下通過遷移分離氣體，并且膜根據(jù)給定化學(xué)種類的分子大小分離氣體。

35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其包括從攝入設(shè)備供給氣流并將其分配且與絲狀電極接觸，以基于氣體或液體粒子的電子遷移率產(chǎn)生粒子的分離。

36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其包括通過受控介電擊穿獲得固態(tài)膜的納米孔，其中在浸入鹽水溶液的膜上施加電壓以產(chǎn)生高電場(chǎng)。

37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其包括組裝不對(duì)齊的電極，使得每個(gè)電極中的孔允許氣流流過所述孔，從而實(shí)現(xiàn)最大擴(kuò)散和最大的暴露電極表面積。

38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中ners部件采用有利于反應(yīng)的選擇性的材料制造，并且還允許施加非常高的電場(chǎng)。

39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中電極的設(shè)計(jì)使通過每個(gè)孔中的邊緣效應(yīng)的電場(chǎng)最大化。

40.一種設(shè)計(jì)、建模和人工智能系統(tǒng)，包括：

41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述學(xué)習(xí)模型網(wǎng)絡(luò)被配置為：

42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)攝入值基于小型模塊化反應(yīng)器結(jié)果。

43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中小型模塊化反應(yīng)器結(jié)果轉(zhuǎn)換到擴(kuò)展的溫室和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，以設(shè)計(jì)電極外殼。

44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中所述電極外殼的氣體入口被軸向供給并平行分配到每個(gè)單元。

技術(shù)總結(jié)
開發(fā)了一種包含高電場(chǎng)納米脈沖發(fā)生器的系統(tǒng)和設(shè)備。此外，還提出了一種具有納米膜和電極的組裝布置，以及這種先前的設(shè)備。一般來(lái)說，這項(xiàng)新技術(shù)可用于捕獲二氧化碳、甲烷或其他溫室氣體，并將其轉(zhuǎn)換為各種碳基化合物和氫氣。此外，本發(fā)明涉及一種電化學(xué)單元，其具有與新型膜電極組件相關(guān)聯(lián)的特定和新穎的性能。優(yōu)選地，這些與高電場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的組件以選擇性和有效的方式為溫室氣體捕獲和轉(zhuǎn)換提供了特定的條件。特別是，這些條件與眾所周知的等離子體技術(shù)有關(guān)。本發(fā)明包括溫室氣體轉(zhuǎn)換單元前后的凈化步驟，稱為納米過濾器。因此，提出了一種碳捕獲系統(tǒng)、方法和設(shè)備。系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)被供給到人工智能。

技術(shù)研發(fā)人員：V·羅梅羅,I·羅德里格斯,A·西萊斯,G·埃斯基韋爾,N·奧萊茲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：英斯特公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2