电子邮箱

密码

注册 忘记密码?
   
新型催化剂将CO2转化为汽油 效率提高1000倍
来源:中国能源网 | 作者:proac3c72 | 发布时间: 2022-03-01 | 373 次浏览 | 分享到:

新型催化剂将CO2转化为汽油 效率提高1000倍

为了阻止温室气体效应,除了减少二氧化碳排放,还需要从发电厂的烟雾或空气中去除二氧化碳,据外媒报道,斯坦福大学(Stanford University)的研究人员致力于将二氧化碳(CO2)转化为其他有用的化学物质,如丙烷、丁烷或其他由碳和氢长链组成的碳氢燃料。

为了阻止温室气体效应,除了减少二氧化碳排放,还需要从发电厂的烟雾或空气中去除二氧化碳。据外媒报道,斯坦福大学(Stanford University)的研究人员致力于将二氧化碳(CO2)转化为其他有用的化学物质,如丙烷、丁烷或其他由碳和氢长链组成的碳氢燃料。

新型催化剂将CO2转化为汽油 效率提高1000倍

CO 2(黑色和红色)和氢分子(蓝色)在钌基催化剂的帮助下发生反应。在右边,未涂层的催化剂产生最简单的碳氢化合物——甲烷。在左侧,涂层催化剂产生更长链的碳氢化合物,如丁烷、丙烷和乙烷。(图片来源:斯坦福大学)

该校化学工程师Matteo Cargnello表示:“大体来说,可以制造汽油。为了捕获尽可能多的碳,需要制造最长链的碳氢化合物。有8-12个碳原子的链是最理想的。”

研究人员发明了一种新催化剂,通过在化学反应中增加长链碳氢化合物的产量,来实现这一目标。在相同的二氧化碳、氢、催化剂、压力、热量和时间条件下,其能产生比标准催化剂多1000倍的丁烷(这是在最大压力下能产生的最长碳氢化合物)。

这种新型催化剂由表面涂覆薄塑料层的钌元素组成。钌是一种稀有的过渡金属,属于铂族。与其他催化剂一样,这种催化剂能够加速化学反应,而不会在反应过程中被消耗掉。比起钯和铂等其他优质催化剂,钌的更本更低。

该团队花了七年时间来发现和完善这种新催化剂。问题在于,碳氢链越长,生产就越困难。碳与碳的结合需要加热和巨大的压力,这一过程既昂贵又耗能。Cargnello表示,考虑到这一点,这是一个突破。在其实验室的反应器中,只需要更高的压力,就可以生产汽油中的所有长链碳氢化合物。研究人员正在建造一个压力更高的反应器。

汽油在室温下是液态的,与甲烷、乙烷和丙烷等短链气体相比,更容易处理。甲烷、乙烷和丙烷等短链气体很难储存,而且容易泄漏。研究人员致力于利用所捕获的碳,来制造液体燃料。想象一下碳中性循环,二氧化碳被收集起来,转化为燃料,再次燃烧,所产生的二氧化碳则开始新的循环。

完善聚合物

显著提高反应性的关键在于钌上的多孔塑料层。Cargnello实验室的博士生Chengshuang Zhou通过研究和实验改进这种新涂层。Zhou表示,没有涂层的催化剂可以很好地工作,但只能产生甲烷。这是一种最短链的碳氢化合物,只有一个碳原子和四个氢,根本算不上是真正的链。“没有涂层的催化剂表面覆盖太多的氢,限制了碳与其他碳结合的能力。这种多孔聚合物可以控制碳氢比,使研究人员能够通过相同的反应生成更长的碳链。”

研究人员在SLAC国家实验室,与领导Co-Access的Simon Bare博士的团队合作,利用同步加速器技术演示了这种特殊、关键的相互作用。

制造长链碳氢化合物,是捕获碳的一种创新用途,但并不完美。研究人员还在探讨其他催化剂和类似工艺,以将二氧化碳转化为有价值的工业化学品,比如用于制造塑料、甲醇和乙醇的烯烃。Cargnello指出:“如果能从二氧化碳中提取烯烃来制造塑料,将其变成可长期储存的固体,将具有重要意义。”


扫描下方二维码,关注公众号

科研人员  公众号


科研界

即时工作、学习、生活的

资讯平台

最重要的不漏


给您精中选优

关注公众号


即时获知最新信息​​​​​​​​​​