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将二氧化碳转化为液体燃料的新型催化反应器

2020-01-03

石油化工应用 2020年4期
关键词:莱斯甲酸氢气

美国德克萨斯州莱斯大学的工程师开发了一种催化反应器,它可将CO2转化成高浓度的纯甲酸,甲酸可用作液体燃料。本周的《自然能源》杂志描述了这项技术,它可催生出多种碳转化技术。商业上可用的将CO2转化为纯甲酸的技术需要一系列费用高的提纯过程。而新设备生产的燃料无需提纯。

莱斯大学化学与生物分子工程师Wang Haotian研究员在新闻稿中称道:“甲酸是一种能量载体。它是一种燃料电池燃料,可以发电并排出二氧化碳,再将二氧化碳捕获重新再利用。”研究人员认为,作为化学经济中的燃料和资源,甲酸优于氢。Wang 说:“在化学工程行业中,甲酸用作其他化学品的原料,也用作储氢材料,它可以容纳相同体积氢气能量的约1 000 倍,而氢气难以压缩。”

技术突破依靠2D 铋催化剂和固态电解质两个主要部分。这两部分使CO2-甲酸反应不需加盐。Wang说:“与铜、铁或钴等过渡金属相比,铋是非常重的原子。它的迁移率要低得多,特别是在反应条件下。这样就可稳定催化剂。”由于反应过程中无需添加盐,所以最后也无需除去盐,从而使转化过程更高效,更具成本效益,并且更易于规模化。

莱斯大学博士后研究员Chuan Xia 说:“目前,人们按毫克或克规模生产催化剂。我们开发的方法按千克规模生产催化剂。这使我们的工艺更易于扩大规模实现工业化。”Wang 和Xia 认为,碳转化和减碳技术的开发是遏制气候变化的重要组成部分。Wang 表示:“总的情况是,由于二氧化碳对全球变暖以及绿色化学合成的作用,减少二氧化碳非常重要,如果电力来自太阳或风等可再生能源,我们可以建立一个将二氧化碳转化为重要的物质,而不会排放更多的二氧化碳的循环。”

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