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厉害了,二氧化碳还可以用来开车?

发布时间:2017-05-13  浏览次数:872

2017-05-13 中国云试剂

     众所周知,二氧化碳是全球温室效应的罪魁祸首,全球每年二氧化碳的排放量达到364亿吨。而汽油则是石油产物,主要为内燃机提供能量。前者是后者使用后排放的产物,全球每年汽车碳排放量占排放总量24%左右。

     目前空气中的二氧化碳主要通过植物的光合作用处理转化,但随着城市化的推进以及森林资源的过度开发,地球植被急剧减少,加剧了温室效应。所以,二氧化碳的转化处理是科学家一直探索和研究的问题。

     据《光明日报》报道,中科院大连化学物理研究所首次实现了二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油,该研究成果已发表于英国学术刊物《自然通讯》杂志上,被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

    厉害了,Word China!最近从国产航母“皮皮虾号”下水,国产大飞机C919和天舟一号上天成功,“中国造”光量子计算机问世。如今在环境与能源领域又获得突破性的进展,这让愤青的乔科化学老王硬是激动得热泪涕零啊!

      言归正传,乔科化学老王怀着科学严谨的态度跟大家一起探讨一下这项屌得很的科学是否拥有可行性?

      首先,二氧化碳要怎么才能变成汽油呢?

      该报道指出,中科院大连化学物理研究所的研究团队通过设计一种新型催化剂活化二氧化碳的内部分子结构,使之与氢气发生还原反应,从而生成长链的液态烃燃料,也就是高辛烷值汽油。具体反应式如下:

      与传统催化剂不同,该催化剂包含三种相互兼容、相互补充的活性位(Fe3O4、Fe5C2和酸性位)。CO2分子借助于精心构造的三组分活性位实现了“三步跳”的串联转化。CO2首先在Fe3O4 活性位上经逆水气变换反应还原为CO;生成的CO在Fe5C2活性位上进行费托合成反应,转化为α-烯烃;随后,该烯烃中间物迁移到分子筛上的酸性位上,进行齐聚、异构化和芳构化等反应,选择性生成汽油馏分烃。

     乔科化学老王萌萌地觉得这项技术主要是能源储存领域的突破,受到能量密度和功率密度两方面的制约,现今的工业级别的能源存储基本只能靠化石能源,而能源是国家机器运行的命脉。从这点来看,这项技术的突破意义重大。

    虽然技术前景美好,现实中还是有很多问题需要解决的,比如说二氧化碳的收集。大气中二氧化碳的浓度只有0.03%,也就是说每立方空气只能收集到一只杯子那么多的二氧化碳。另外,在收集的过程中也需要消耗一定的能量。所以,如何多快好省地收集到足够量的二氧化碳是一个问题。

    

      其次,在二氧化碳还原过程中所需要反应物氢的制备问题。目前,工业化大规模制备氢的方式有化石燃料制氢、光解氢、电解氢气等方法。除了化石燃料制氢之外,其他两种方法成本高、效率低,无法进行大规模制备。现阶段仅提供合成氨所用到的氢气量就占了世界能源年消耗量的1%,年二氧化碳排放量的3%。所以大规模制氢始终还是免不了排放二氧化碳以及消耗能源,这种为了减少而增加的做法在乔科化学老王看来多少有些郁闷。

     但这项技术还是有很多亮点的,比如生成的产品是传统液态燃料,可以直接供内燃机使用。其次,C5-C11产物的选择性能维持在70~80%之间也是一个亮点,结构稳定且体系运转时间长,基本满足工业应用的要求,显示出巨大的应用前景。   

 



   


 
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