高效減排:科學家嘗試將二氧化碳轉化為合成燃料和塑料等產品

澳大利亞新南威爾士大學化學工程學院的一支研究團隊,已經設想了一種將二氧化碳原料轉化成類似「樂高積木」的新技術。通過將二氧化碳轉化為搭建「樂高」所用的簡單化學結構單元,科學家得以將電廠排量的二氧化碳輕松轉化為其它實用的產品,比如合成燃料或塑料。

高效減排:科學家嘗試將二氧化碳轉化為合成燃料和塑料等產品

Mariveles 燃煤電廠(圖自:維基百科

該校研究團隊着手將二氧化碳用於生產合成氣的一種更綠色的替代方案,後者通常由天然氣製成,在化學上的用途十分廣泛,可用於製造各種燃料和材料。

科學家們希望以二氧化碳為基礎,提出一種更實惠、可擴展的生產方式,同時減少現有的碳排放。而這項研究的重點,便始於氧化鋅納米顆粒。

其能夠作為新化學反應的高效催化劑,通過將氧化鋅暴露於 2000 ℃(3632 ℉)的明火中燃燒而成,研究團隊將這項技術稱作「火焰噴霧熱解」。

當在電解器中將二氧化碳與生成的氧化鋅納米粒子混合時,研究人員發現它們可以將溫室氣體還原為氫氣和一氧化碳的混合物(又稱「合成氣」)。

Emma Lovell 博士稱:「合成氣被視為一種類似『樂高積木』的化學原料,因為氫氣和一氧化碳這兩種組分可以按照不同的比例來混合使用」。

作為一種相當重要的工業前提,這類原材料可被用於合成柴油、甲醇、酒精或塑料之類的產品,意味着二氧化碳也可以在這根鏈條上發揮重要的作用。

研究人員稱,他們可以根據最終產品所需而對顆粒的燃燒過程進行調節,以生產出不同的合成氣混合物。比如 1:1 的一氧化碳和氫氣很適合製造燃料,而 4:1 則適合生產塑料。

不過這項技術的更大前景,還是在於火焰系統在將減少二氧化碳轉化為合成氣基礎上的減排有效性,據說可以在 10 分鍾內完成全部過程。

盡管但在大規模應用前還有很長一段路要走,但研究團隊已經表達了相當強的信心。未來甚至可將燃煤電廠、天然氣發電廠、甚至天然氣礦打通,從而在工業上發揮巨大的價值。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。

原標題為《Uncovering Atomic‐Scale Stability and Reactivity in Engineered Zinc Oxide Electrocatalysts for Controllable Syngas Production》。

來源:cnBeta