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斯坦福大学研发新催化剂 短期内可减缓全球变暖

据外媒报道,如果能够从汽车排气管和其他来源中提取二氧化碳,并将此类温室汽车转化成天然气或丙烷等燃料,那么就可以实现可持续发展了。最近的几项研究表明,此种转化取得了一些成功,不过,美国斯坦福大学(Stanford University)的工程师采用了一种创新方法,产生的乙烷、丙烷和丁烷是采用现有类似工艺制成的4倍。虽然此种方法并不能彻底解决气候问题,但是却可以在近期内显著减缓全球变暖。

(图片来源:斯坦福大学)

虽然目前,该工艺仍只是一个基于实验室的原型,不过,研究人员预计可以得到扩展,生产足够可用的燃料。然而,在普通消费者能够购买基于此类技术的产品之前,还需要做很多工作。研究人员的下一步研究是努力减少此类反应所产生的有害副产品,如有毒污染物一氧化碳。该研究小组除了研究生产燃料之外,还在研究其他生产有益产品的方法。其中一种产品是烯烃,其是塑料的主要成分,可用于许多工业应用。

两步并作一步

之前将二氧化碳转化为燃料包括两个工作步骤,第一步是将二氧化碳还原为一氧化碳;第二步是将一氧化碳与氢结合形成碳氢化合物燃料。此类燃料中最简单的一种是甲烷,不过其他可生产的燃料还包括乙烷、丙烷和丁烷。乙烷是天然气的近亲,可工业生产乙烯,而乙烯是塑料的前身。丙烷通常用于家庭供暖和燃气烤架;丁烷是打火机和野营炉中常用的燃料。

研究人员认为,将上述两个工作步骤合并会效率更高,并且开始制造一种新型催化剂,能够同时将二氧化碳中的氧分子剥离并让其与氢结合(化学反应中,催化剂可以在不耗尽的情况下,引发化学反应),研究小组成功将钌与氧化铁纳米颗粒结合制成了新型催化剂。

钌块位于核心位置,外壳由铁包裹,此种结构促成了二氧化碳中碳氢化合物的形成。研究人员认为,钌会使氢与二氧化碳中的碳发生化学反应,然后氢会溢出到铁壳上,使得二氧化碳的反应更激烈。

当研究人员在实验室中测试新型催化剂时,发现乙烷、丙烷和丁烷等燃料的生产率比采用以前催化剂制成的要高得多。但是,该小组仍面临一些挑战,他们希望可以减少钌等贵金属的使用,并优化该催化剂,使其能够选择性地制造特定的燃料。

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