悉尼新南威爾士大學(xué)的化學(xué)工程師已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新技術(shù)，可以將有害的二氧化碳排放物轉(zhuǎn)化為化學(xué)基石，從而生產(chǎn)有用的工業(yè)產(chǎn)品，例如燃料和塑料。

如果在工業(yè)環(huán)境中得到驗(yàn)證并被大規(guī)模采用，那么該過(guò)程將為世界向綠色經(jīng)濟(jì)過(guò)渡提供喘息的空間。

在今天發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》雜志上的一篇論文中，來(lái)自新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的Rahman Daiyan博士和Emma Lovell博士詳細(xì)介紹了一種制造納米顆粒的方法，該納米顆粒可促進(jìn)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的工業(yè)成分。

明火

研究人員在由Scientia教授Rose Amal領(lǐng)導(dǎo)的顆粒與催化研究實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，通過(guò)使用稱(chēng)為火焰噴霧熱解(FSP)的技術(shù)在非常高的溫度下制備氧化鋅，他們可以制造出充當(dāng)用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化為“合成氣”的催化劑-氫氣和一氧化碳的混合物，用于制造工業(yè)產(chǎn)品。研究人員說(shuō)，這種方法比當(dāng)今可用的方法更便宜，并且可擴(kuò)展到重工業(yè)的要求。

Lovell博士說(shuō)：“我們使用了明火，該明火在2000度下燃燒，以生成氧化鋅的納米顆粒，然后可以將其利用電將CO 2轉(zhuǎn)化為合成氣。”

“合成氣通常被認(rèn)為是樂(lè)高的化學(xué)當(dāng)量，因?yàn)闅浜鸵谎趸歼@兩個(gè)組成部分可以以不同的比例使用，以制造合成柴油，甲醇，酒精或塑料之類(lèi)的東西，它們是非常重要的工業(yè)前體。

“因此，實(shí)質(zhì)上，我們正在做的就是將CO 2轉(zhuǎn)化為可用于制造所有這些重要工業(yè)化學(xué)品的前體。”

閉環(huán)

Daiyan博士說(shuō)，在工業(yè)環(huán)境中，含有FSP生產(chǎn)的氧化鋅顆粒的電解槽可用于將廢CO 2轉(zhuǎn)化為有用的合成氣排列。

“ 例如，發(fā)電廠或水泥廠的廢CO 2可以通過(guò)該電解槽，在內(nèi)部，我們以電極形式燃燒有火焰噴涂的氧化鋅材料。當(dāng)我們通過(guò)廢CO 2時(shí)，用電進(jìn)行處理，然后以一氧化碳和氫氣的混合氣形式從出口釋放出來(lái)。”

研究人員說(shuō)，實(shí)際上，他們正在關(guān)閉產(chǎn)生有害溫室氣體的工業(yè)過(guò)程中的碳循環(huán)。而且，通過(guò)對(duì)FSP技術(shù)燃燒納米顆粒的方式進(jìn)行小幅調(diào)整，它們可以確定二氧化碳轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的合成氣構(gòu)件的最終混合物。

Daiyan博士說(shuō)：“目前，您是使用化石燃料中的天然氣來(lái)產(chǎn)生合成氣的。” “但是我們正在使用廢二氧化碳，然后將其轉(zhuǎn)換成合成氣的比例取決于您要使用的二氧化碳行業(yè)。”

例如，一氧化碳和氫氣之間的一對(duì)一比例使其自身適合用作燃料的合成氣。Daiyan博士說(shuō)，但是一氧化碳和氫氣的比例為四份是適合于制造塑??料的。

便宜又方便

在選擇氧化鋅作為催化劑時(shí)，研究人員確保了他們的解決方案仍然是以前在該領(lǐng)域嘗試過(guò)的便宜的替代方案。

戴揚(yáng)博士說(shuō)：“過(guò)去曾嘗試使用昂貴的材料，例如鈀，但這是首次在澳大利亞本地開(kāi)采的非常便宜和豐富的材料成功應(yīng)用于廢二氧化碳轉(zhuǎn)化問(wèn)題。”

Lovell博士補(bǔ)充說(shuō)，使該方法更具吸引力的是使用FSP火焰系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建和控制這些有價(jià)值的材料。

她說(shuō)：“這意味著它可以在工業(yè)上使用，可以按比例縮放，制造材料的速度非常快且非常有效。”

“我們不必?fù)?dān)心使用真正昂貴的金屬和前體的復(fù)雜合成技術(shù)，我們可以燃燒它，并在10分鐘內(nèi)準(zhǔn)備好將這些顆粒準(zhǔn)備就緒。通過(guò)控制燃燒方式，我們可以控制所需的比例合成氣構(gòu)件。”

擴(kuò)大

雖然兩人已經(jīng)建立了一個(gè)已經(jīng)過(guò)測(cè)試與廢物協(xié)同電解槽2含有污染物，縮放技術(shù)達(dá)到它能夠?qū)⑺械睦c(diǎn)氣體碳由發(fā)電廠排放的二氧化碳仍然是一路下行軌道。

“我們的想法是，我們可以采用CO 2的點(diǎn)源，例如燃煤發(fā)電廠，天然氣發(fā)電廠甚至是天然氣礦，您可以釋放大量的純CO 2，我們可以從根本上進(jìn)行改造這些設(shè)備后端的技術(shù)。然后，您可以捕獲產(chǎn)生的CO 2并將其轉(zhuǎn)化為對(duì)工業(yè)具有巨大價(jià)值的東西。” Lovell博士說(shuō)。

該小組的下一個(gè)項(xiàng)目將是在煙氣環(huán)境中測(cè)試其納米材料，以確保它們能夠耐受惡劣條件和工業(yè)廢氣中發(fā)現(xiàn)的其他化學(xué)物質(zhì)。