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加科学家利用硅纳米晶体将二氧化碳转化为燃料
爱因斯坦 2016-08-27
导语

人类活动产生的二氧化碳导致气候变化和全球变暖不断加剧。如何处理二氧化碳已经成为科学家的研究重点。日前,加拿大多伦多大学科学家利用自然界的丰富资源——硅将二氧化碳转换成高能燃料。

科技日报北京8月26日电 (记者姜靖)人类每年向大气中排放300亿吨二氧化碳,导致气候变化和全球变暖不断加剧,这很可能将人类自己送上不归路。日前,加拿大多伦多大学科学家找到了一种方法,可利用自然界的丰富资源——硅将二氧化碳转换成高能燃料。相关研究成果发表在最新出版的《自然·通讯》杂志上。

将二氧化碳转化成能源的想法并不新鲜。几十年来,全球科学家为找到一种材料将阳光、二氧化碳和水或氢转化为燃料展开了探究。然而,二氧化碳的化学稳定性让科学家很难找到一个切实可行的解决方案。

“利用化学方法解决气候变化问题,需要一种可将二氧化碳转化成燃料的高活性和选择性催化剂材料,这种材料必须取材于低成本、无毒和现成的元素。”多伦多大学文理学院化学教授、加拿大材料化学研究主席和多伦多大学太阳能燃料研究集群领导杰弗里·奥兹Geoffrey Ozin说。

奥兹和同事发现,硅纳米晶体可以满足这些苛刻条件。

硅可在沙子中轻而易举地获得,堪称宇宙中第七大、地壳中第二大丰富元素。这种终端氢化的硅纳米晶体(简称纳米结构氢化物)平均直径3.5纳米,具有光学吸收强度足等特性,可充分吸收近红外、可见和紫外波段的太阳光,且其表面有很强的化学还原剂,能够有选择性地将气态二氧化碳转化为气态一氧化碳,有望带来一种既能获得能量,又不会排放有害气体的新方法。

奥兹表示,通过纳米结构氢化物的还原能力,直接利用阳光生产燃料是概念上一大创新,具有很大的商业价值。

目前,多伦多大学太阳能燃料研究集群正努力寻找增强活性、扩大规模和提高生产率的途径,以建立一个实验室示范装置。如果成功,将是太阳能利用的又一创新。

总编辑圈点

公众对二氧化碳没什么好感,至少目前如此:它容易让人们联想到温室气体、全球变暖还有海平面上升。所幸有科学家在中间扮演调停人的角色,他们积极改善二者的关系,绝招就是把二氧化碳变成人们喜闻乐见的东西——燃料。说起来容易做起来难,之前的方法不是太贵就是太不给力,现在科学家终于找到了又便宜又好用的方案,曙光就在眼前。也许过不了多久,提起二氧化碳时,人们会眼前一亮:它是废气,也是宝贝!

文章链接:

Wei Sun, Chenxi Qian, et al. "Heterogeneous reduction of carbon dioxide by hydride-terminated silicon nanocrystals," Nature Communications, 2016; 7: 12553 DOI: 10.1038/ncomms12553

新闻链接:

U of T scientists solve puzzle of converting CO₂ emissions to fuel

(本文文字来源:科技日报)

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  • 硅纳米晶体
  • 能源环境
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作者 爱因斯坦

科研工作者

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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