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“人工树叶”让二氧化碳变废为宝

文章来源:新华网陈 曦2019-07-31 13:53

“二氧化碳分子式的排列就像两个人紧紧拉着手,这种结构让二氧化碳分子极具化学惰性。大家要做的就是强迫它在相对温和的条件下与别的物质发生反应,把它变废为宝。”在天津大学化工学院巩金龙教授眼里,如何催化“懒惰”的二氧化碳是实现其变废为宝的关键。
 
在过去3年中,巩金龙团队在国家重点研发计划项目的支撑下,通过深入研究二氧化碳化学催化转化过程,突破了二氧化碳资源化所面临的能耗高、效率低、产品附加值低等瓶颈问题,为其转化利用技术的大范围推广奠定了科学基础,研究成果处于世界领先水平。
 
“零排放”转化:最难也是标准最高的路
 
全世界每天有大量二氧化碳被排放到大气中,资源化高效利用是实现减排的重要途径,同时也是一个世界性难题。一直以来,我国使用的常规二氧化碳转化技术都需要高温、高压和催化剂,获取这些条件离不开能源的使用。在我国以煤炭为主的能源背景下,传统技术会导致额外的二氧化碳的排放。
 
“不能在转化过程中产生新的二氧化碳,否则就成了拆东墙补西墙。转化得算总账,转化量大于排放量才划算,大家的目标是零排放,让二氧化碳实现净转化。”巩金龙团队一开始就选择了一条最难的、也是标准最高的道路。
 
二氧化碳转化的难度在于,其分子结构极其稳定,转化需要注入很高的能量,且二氧化碳转化的路径复杂,转化后产物众多、纯度不佳。因此转化路径和催化剂的选择极其重要。
 
巩金龙团队把目光聚焦到太阳能。“太阳能是自然界取之不尽用之不竭的绿色能源。”巩金龙说,他们想到了树叶的光合作用,一片树叶通过光合作用,吸取光能,把二氧化碳和水转变为富能的有机物,同时释放氧气。但是树叶的能量转化效率太低了,只有0.1%—1%。“大家要做的催化剂就像是一片能量转化效率是普通树叶百倍的人工树叶。”利用太阳能,人工树叶在催化剂的作用下把水和二氧化碳高效地转化为甲醇、甲烷等含碳分子,直接就可以作为燃料再次利用。 本@文$内.容.来.自:中`国`碳`排*放^交*易^网 t a np ai fan g.c om

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