麻省理工学院开发催化剂变二氧化碳为燃料

发表时间:2016-11-16 16:49

麻省理工学院开发的一种新催化剂提供了将二氧化碳排放转化为燃料的设计原则。研究发现了利用现有基础设施进行燃料储存和运输的方法,这种方法不会造成额外的温室气体排放。

一项关于这一进展的新研究的高级研究员兼化学助理教授Yogesh Surendranath解释道,这种新的催化剂仅通过第一阶段进行转化过程,即将二氧化碳转化为一氧化碳。但这是将二氧化碳转化为燃料等其他化工产品的关键第一步,目前已有成熟的技术能将一氧化碳和氢气转化为各种液体燃料和其它产品。

国际化学期刊《应用化学》(Angewandte Chemie,德国)本周刊载了这项研究,作者是麻省理工研究生Youngmin Yoon、曾获得麻省理工博士后现任美国约翰霍普金斯大学材料科学教授的Anthony Shoji Hall和麻省理工Paul M. Cook职业发展助理教授Surendranath

“二氧化碳转化存在的难题是如何有选择性地进行转化,”Surendranath说道。

虽然这种基础分子能是几乎所有碳基化工品的基础组成部分,但棘手的部分是设定一个系统让二氧化碳源源不断的转化为单一终端产品,从而进一步加工成理想的材料。他说,这种新系统正好能提供这种有选择性、特定的转化模式,实际上还能提供一系列这类转化模式。如果使用太阳能或风能生产氢气和一氧化碳,那么整个过程都是碳中性的。

可调转换

他说,“你需要的是一种可调节的催化剂”,这也是他们的团队研究的内容,一种高度多孔银电极材料。他表示,根据这种材料的确切构成,可以设计出多种变化形式的材料,“每种都有不同的应用领域”。

研究人员发现,通过改变材料孔隙的维度,可以让该系统生产出的终端产品中一氧化碳比例达到理想要求。

大多数调节银基催化剂的选择性以生产一氧化碳的研究关注的是区分表面活性部位的化学成分。但银逆蛋白石材料这种构造,决定效果的是材料的孔隙结构。“我们发现的结论很简单”,Surendranath说,“可以通过调整孔隙维度来调整选择性和催化剂的活性,而无需改变表面活性部位的化学成分。”

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