人工樹葉”讓二氧化碳變廢為寶
“二氧化碳分子式的排列就像兩個人緊緊拉著手,這種結構讓二氧化碳分子極具化學惰性。我們要做的就是強迫它在相對溫和的條件下與別的物質發生反應,把它變廢為寶?!痹谔旖虼髮W化工學院鞏金龍教授眼里,如何催化“懶惰”的二氧化碳是實現其變廢為寶的關鍵。
在過去3年中,鞏金龍團隊在國家重點研發計劃項目的支持下,通過深入研究二氧化碳化學催化轉化過程,突破了二氧化碳資源化所面臨的能耗高、效率低、產品附加值低等瓶頸問題,為其轉化利用技術的大范圍推廣奠定了科學基礎,研究成果處于世界領先水平。
“零排放”轉化:最難也是標準最高的路
全世界每天有大量二氧化碳被排放到大氣中,資源化高效利用是實現減排的重要途徑,同時也是一個世界性難題。一直以來,我國使用的常規二氧化碳轉化技術都需要高溫、高壓和催化劑,獲取這些條件離不開能源的使用。在我國以煤炭為主的能源背景下,傳統技術會導致額外的二氧化碳的排放。
“不能在轉化過程中產生新的二氧化碳,否則就成了拆東墻補西墻。轉化得算總賬,轉化量大于排放量才劃算,我們的目標是零排放,讓二氧化碳實現凈轉化?!膘柦瘕垐F隊一開始就選擇了一條最難的、也是標準最高的道路。
二氧化碳轉化的難度在于,其分子結構極其穩定,轉化需要注入很高的能量,且二氧化碳轉化的路徑復雜,轉化后產物眾多、純度不佳。因此轉化路徑和催化劑的選擇極其重要。
鞏金龍團隊把目光聚焦到太陽能?!疤柲苁亲匀唤缛≈槐M用之不竭的綠色能源?!膘柦瘕堈f,他們想到了樹葉的光合作用,一片樹葉通過光合作用,吸收光能,把二氧化碳和水轉變為富能的有機物,同時釋放氧氣。但是樹葉的能量轉化效率太低了,只有0.1%—1%?!拔覀円龅拇呋瘎┚拖袷且黄芰哭D化效率是普通樹葉百倍的人工樹葉?!崩锰柲?,人工樹葉在催化劑的作用下把水和二氧化碳高效地轉化為甲醇、甲烷等含碳分子,直接就可以作為燃料再次利用。
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