论文标题：A Novel Route to the Large-Scale Utilization of Industrial CO₂ as a Stable Liquid Fertilizer to Increase Crop Yields and Improve the Soil

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.03.006

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近期，北京化工大学教育部超重力工程研究中心陈建峰教授和孙宝昌教授团队与新疆天业股份有限公司合作在《Engineering》发表最新成果——超重力连续溶碳–输送一体化技术。该技术首次将工业CO₂快速、高效转化为稳定液体肥料用于新疆地区农业灌溉，作物产量提升20%~40%，土壤含盐量降低近10%，可实现农业固碳、作物增产和土壤改良多重目标。

研究背景

全球CO₂排放持续攀升，2023年已达374亿吨，创历史新高，加剧全球变暖与气候危机。为了实现“双碳”目标，亟需突破低成本、高回报率的CO₂减排与资源化利用技术。

全球耕地盐碱化已致18%~43%的作物减产，预计到2050年近半数可耕地将受影响；我国约有0.99亿公顷盐碱地，其中三分之一具备改良潜力。此外，农业是天然的CO₂利用场景——适量补充CO₂可提升作物产量与品质，中和土壤碱性成份。因此，高效转化工业CO₂并直接用于灌溉，有望同时实现农业固碳、作物增产和盐碱地改良的多重效益。

研究内容

团队创新提出超重力连续溶碳–输送一体化技术（见图1）。该技术利用超重力强化传质和分散的特点，将工业捕集纯化的CO₂快速溶解、部分以纳米气泡形式稳定分散在水中，制备稳定的CO₂水肥，通过滴灌用于农业灌溉。该技术所制备的CO₂水肥具有良好的稳定性，敞口放置10天pH值仍能维持在6以下。同时，该技术能直接对灌溉水加压，实现了“溶碳–输送”一体化。将该技术应用于新疆地区农业灌溉，相比常规灌溉，作物根系总长度、平均直径、表面积和体积提升约10%~30%；典型作物如番茄、水稻、玉米和芹菜增产20%~40%（如图2所示）；采用该技术灌溉一个作物生长周期后，土壤总含盐量降低9.6%。

图1 超重力连续溶碳–输送一体化技术示意图

图2 不同灌溉技术（井水和CO2水肥）对作物产量的影响对比

总结与展望

超重力连续溶碳–输送一体化技术是一种全新的低成本CO₂资源化利用技术，可制备稳定的CO₂水肥，作为液体肥料用于提高作物产量并改良盐碱地。未来，超重力连续溶碳–输送一体化技术还可拓展至海水养殖、设施农业等领域，从而实现CO₂的大规模农业资源化利用，不仅改善人类居住环境，也带来可观的经济效益，构建一条绿色、经济的“双碳”目标实现新路径，为中国乃至全球实现碳中和目标提供重要支撑。

论文信息：

Bao-Chang Sun, Meng-Tong Mi, Sheng-Yi Wang, Xiao-Juan Wang, Xiao-Ling Song, Guang-Wen Chu, Xue-Kuan Li, Dong Huang, Dan Wang, Jian-Feng Chen. A Novel Route to the Large-Scale Utilization of Industrial CO₂ as a Stable Liquid Fertilizer to Increase Crop Yields and Improve the Soil. Engineering 2025;48:12–15. DOI: 10.1016/j.eng.2025.03.006.

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