為了阻止溫室氣體效應(yīng)，除了減少二氧化碳排放，還需要從發(fā)電廠的煙霧或空氣中去除二氧化碳。據(jù)外媒報(bào)道，斯坦福大學(xué)（Stanford University）的研究人員致力于將二氧化碳（CO2）轉(zhuǎn)化為其他有用的化學(xué)物質(zhì)，如丙烷、丁烷或其他由碳和氫長(zhǎng)鏈組成的碳?xì)淙剂稀?/P>
CO 2（黑色和紅色）和氫分子（藍(lán)色）在釕基催化劑的幫助下發(fā)生反應(yīng)。在右邊，未涂層的催化劑產(chǎn)生最簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔铩淄?。?/SPAN>左側(cè)，涂層催化劑產(chǎn)生更長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔?，如丁烷、丙烷和乙烷。（圖片來源：斯坦福大學(xué)）
該校化學(xué)工程師Matteo Cargnello表示：“大體來說，可以制造汽油。為了捕獲盡可能多的碳，需要制造最長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔铩Ｓ?-12個(gè)碳原子的鏈?zhǔn)亲罾硐氲?。?BR> 研究人員發(fā)明了一種新催化劑，通過在化學(xué)反應(yīng)中增加長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)量，來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在相同的二氧化碳、氫、催化劑、壓力、熱量和時(shí)間條件下，其能產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)催化劑多1000倍的丁烷（這是在最大壓力下能產(chǎn)生的最長(zhǎng)碳?xì)浠衔铮?BR> 這種新型催化劑由表面涂覆薄塑料層的釕元素組成。釕是一種稀有的過渡金屬，屬于鉑族。與其他催化劑一樣，這種催化劑能夠加速化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)在反應(yīng)過程中被消耗掉。比起鈀和鉑等其他優(yōu)質(zhì)催化劑，釕的更本更低。
該團(tuán)隊(duì)花了七年時(shí)間來發(fā)現(xiàn)和完善這種新催化劑。問題在于，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，生產(chǎn)就越困難。碳與碳的結(jié)合需要加熱和巨大的壓力，這一過程既昂貴又耗能。Cargnello表示，考慮到這一點(diǎn)，這是一個(gè)突破。在其實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)器中，只需要更高的壓力，就可以生產(chǎn)汽油中的所有長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?。研究人員正在建造一個(gè)壓力更高的反應(yīng)器。
汽油在室溫下是液態(tài)的，與甲烷、乙烷和丙烷等短鏈氣體相比，更容易處理。甲烷、乙烷和丙烷等短鏈氣體很難儲(chǔ)存，而且容易泄漏。研究人員致力于利用所捕獲的碳，來制造液體燃料。想象一下碳中性循環(huán)，二氧化碳被收集起來，轉(zhuǎn)化為燃料，再次燃燒，所產(chǎn)生的二氧化碳則開始新的循環(huán)。
完善聚合物
顯著提高反應(yīng)性的關(guān)鍵在于釕上的多孔塑料層。Cargnello實(shí)驗(yàn)室的博士生Chengshuang Zhou通過研究和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)這種新涂層。Zhou表示，沒有涂層的催化劑可以很好地工作，但只能產(chǎn)生甲烷。這是一種最短鏈的碳?xì)浠衔?，只有一個(gè)碳原子和四個(gè)氫，根本算不上是真正的鏈?！皼]有涂層的催化劑表面覆蓋太多的氫，限制了碳與其他碳結(jié)合的能力。這種多孔聚合物可以控制碳?xì)浔龋寡芯咳藛T能夠通過相同的反應(yīng)生成更長(zhǎng)的碳鏈?！?BR> 研究人員在SLAC國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，與領(lǐng)導(dǎo)Co-Access的Simon Bare博士的團(tuán)隊(duì)合作，利用同步加速器技術(shù)演示了這種特殊、關(guān)鍵的相互作用。
制造長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?，是捕獲碳的一種創(chuàng)新用途，但并不完美。研究人員還在探討其他催化劑和類似工藝，以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的工業(yè)化學(xué)品，比如用于制造塑料、甲醇和乙醇的烯烴。Cargnello指出：“如果能從二氧化碳中提取烯烴來制造塑料，將其變成可長(zhǎng)期儲(chǔ)存的固體，將具有重要意義?！?/P>
（轉(zhuǎn)載）
