科学家尝试将二氧化碳转化为合成燃料和塑料等产品

来源:西贝网
澳大利亚新南威尔士大学化学工程学院的一支研究团队,已设想了一种将二氧化碳原料转化成类似“乐高积木”的新技术。通过将二氧化碳转化为搭建“乐高”所用的简单化学结构单元,科学家得以将电厂排量的二氧化碳轻松转化为其它实用的产品,比如合成燃料或塑料。

澳大利亚新南威尔士大学化学工程学院的一支研究团队,已经设想了一种将二氧化碳原料转化成类似“乐高积木”的新技术。通过将二氧化碳转化为搭建“乐高”所用的简单化学结构单元,科学家得以将电厂排量的二氧化碳轻松转化为其它实用的产品,比如合成燃料或塑料。

Mariveles 燃煤电厂(图自:维基百科)

该校研究团队着手将二氧化碳用于生产合成气的一种更绿色的替代方案,后者通常由天然气制成,在化学上的用途十分广泛,可用于制造各种燃料和材料。

科学家们希望以二氧化碳为基础,提出一种更实惠、可扩展的生产方式,同时减少现有的碳排放。而这项研究的重点,便始于氧化锌纳米颗粒。

其能够作为新化学反应的高效催化剂,通过将氧化锌暴露于 2000 ℃(3632 ℉)的明火中燃烧而成,研究团队将这项技术称作“火焰喷雾热解”。

当在电解器中将二氧化碳与生成的氧化锌纳米粒子混合时,研究人员发现它们可以将温室气体还原为氢气和一氧化碳的混合物(又称“合成气”)。

Emma Lovell 博士称:“合成气被视为一种类似‘乐高积木’的化学原料,因为氢气和一氧化碳这两种组分可以按照不同的比例来混合使用”。

作为一种相当重要的工业前提,这类原材料可被用于合成柴油、甲醇、酒精或塑料之类的产品,意味着二氧化碳也可以在这根链条上发挥重要的作用。

研究人员称,他们可以根据最终产品所需而对颗粒的燃烧过程进行调节,以生产出不同的合成气混合物。比如 1:1 的一氧化碳和氢气很适合制造燃料,而 4:1 则适合生产塑料。

不过这项技术的更大前景,还是在于火焰系统在将减少二氧化碳转化为合成气基础上的减排有效性,据说可以在 10 分钟内完成全部过程。

尽管但在大规模应用前还有很长一段路要走,但研究团队已经表达了相当强的信心。未来甚至可将燃煤电厂、天然气发电厂、甚至天然气矿打通,从而在工业上发挥巨大的价值。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。

原标题为《Uncovering Atomic‐Scale Stability and Reactivity in Engineered Zinc Oxide Electrocatalysts for Controllable Syngas Production》。

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