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能让二氧化碳变汽油!我科学家设计出新型催化剂
爱因斯坦 2017-05-05
导语

中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员发现了CO2高效转化的新过程,通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。被同行誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

气候变暖的罪魁祸首是工业革命以来大规模燃烧化学燃料带来的二氧化碳排放,短短两百多年时间,大气中二氧化碳浓度从280ppm(百万分之一)增加到380ppm,甚至一度超过400ppm,增加了40%以上,上次出现这样高的浓度值可能还是久远的500万年以前。而其中一半以上的增幅是在1980年以后发生的,这种增速是地球历史上任何时候都不曾有过的,2014、2015、2016年地球年平均气温也连续三年刷新最高值,地球气候已面临全面崩溃的危险。在地球危难存亡的关键时候,全球众多科学家都在寻找各种各样的技术来降低CO2排放。

据e科网前不久报道,美国佛罗里达州立大学的科学家们利用钛金属有机骨架,可以把空气中的二氧化碳,直接通过人工光合作用转化成甲酸和甲酰胺(两种太阳能燃料),从而将有害的温室气体变成了清洁的空气。这是一项革命性的技术,不仅可以创造取之不竭用之不尽的清洁能源,还可以清除大气中过多的二氧化碳,为地球的碳循环找到了一条新的便捷高效的途径。

现在中国的科学家提出了自己的方案,他们对CO2“施以魔法”便能将它们变成汽油。

近日出版的《自然—通讯》介绍了中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员的最新研究成果。他们发现了CO2高效转化的新过程,通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。相关过程和催化材料已申报多项发明专利,被同行誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

如果人们能以CO2为原料生产汽油,不仅可有效降低CO2造成的温室效应,还可减轻对传统化石能源的依赖。但与更活泼的孪生兄弟一氧化碳相比,CO2分子非常稳定,难以活化。与经典的费托合成路线相比,CO2与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物,很难生成长链的液态烃燃料。

大连化物所团队创造性地设计了一种高效稳定的多功能复合催化剂。通过多活性位的协同催化作用,在接近工业生产的条件下,催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性,烃类产物中汽油馏分烃的选择性达到78%。汽油馏分基本满足国Ⅴ标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求。这种催化剂具有较好的稳定性,可连续稳定运转1000小时以上,显示出潜在的应用前景。

这项技术不仅为CO2加氢制液体燃料的研究拓展了新思路,还可为间歇性可再生能源(风能、太阳能、水能等)的利用开辟新途径:经过电解水制取的氢气与工业CO2废气催化转化成易存储运输的液态烃燃料。它既能减排,也具有显著的经济效益。

文章链接:

Jian Wei, et al, "Directly converting CO2 into a gasoline fuel," Nature Communications 8, Article number: 15174 (2017), doi:10.1038/ncomms15174

(本文部分内容参考自:科技日报;)

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文章评论(1)
爬上海岸的鱼[SYNNEX China]

啥时候产业化??能源危机就不是危机了??中石油会同意嘛??

350天前 | 回复
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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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