高效減排：科學(xué)家嘗試將二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成燃料和塑料等產(chǎn)品

澳大利亞新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的一支研究團(tuán)隊，已經(jīng)設(shè)想了一種將二氧化碳原料轉(zhuǎn)化成類似“樂高積木”的新技術(shù)。通過將二氧化碳轉(zhuǎn)化為搭建“樂高”所用的簡單化學(xué)結(jié)構(gòu)單元，科學(xué)家得以將電廠排量的二氧化碳輕松轉(zhuǎn)化為其它實(shí)用的產(chǎn)品，比如合成燃料或塑料。

 

該校研究團(tuán)隊著手將二氧化碳用于生產(chǎn)合成氣的一種更綠色的替代方案，后者通常由天然氣制成，在化學(xué)上的用途十分廣泛，可用于制造各種燃料和材料。

 

科學(xué)家們希望以二氧化碳為基礎(chǔ)，提出一種更實(shí)惠、可擴(kuò)展的生產(chǎn)方式，同時減少現(xiàn)有的碳排放。而這項研究的重點(diǎn)，便始于氧化鋅納米顆粒。

 

其能夠作為新化學(xué)反應(yīng)的高效催化劑，通過將氧化鋅暴露于 2000 ℃（3632 ℉）的明火中燃燒而成，研究團(tuán)隊將這項技術(shù)稱作“火焰噴霧熱解”。當(dāng)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(fā)現(xiàn)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(xué)原料，因?yàn)闅錃夂鸵谎趸歼@兩種組分可以按照不同的比例來混合使用”。

 

作為一種相當(dāng)重要的工業(yè)前提，這類原材料可被用于合成柴油、甲醇、酒精或塑料之類的產(chǎn)品，意味著二氧化碳也可以在這根鏈條上發(fā)揮重要的作用。

 

研究人員稱，他們可以根據(jù)最終產(chǎn)品所需而對顆粒的燃燒過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，以生產(chǎn)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制造燃料，而 4:1 則適合生產(chǎn)塑料。不過這項技術(shù)的更大前景，還是在于火焰系統(tǒng)在將減少二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成氣基礎(chǔ)上的減排有效性，據(jù)說可以在 10 分鐘內(nèi)完成全部過程。

 

盡管但在大規(guī)模應(yīng)用前還有很長一段路要走，但研究團(tuán)隊已經(jīng)表達(dá)了相當(dāng)強(qiáng)的信心。未來甚至可將燃煤電廠、天然氣發(fā)電廠、甚至天然氣礦打通，從而在工業(yè)上發(fā)揮巨大的價值。

 

有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）期刊上。