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2020全球十大新兴技术

2021-01-23

世界科学 2021年1期

化学

太阳能化学

为满足人类日常需要,许多化学品的制造消耗了大量矿物燃料,也增加了CO2的排放。一种新方法可利用阳光将废弃的CO2转化为人们所需的化学物质,从而在两个方面减少碳排放:一是以CO2为生产原料,二是利用阳光而非化石燃料为生产化学品提供能源。

由于光催化技术的进展,这一过程变得越来越可行。近年来,研究人员开发出能打破CO2中碳氧双键的光催化剂,从废气中生产有用的化合物和化学分子,作为合成药物、洗涤剂、化肥和纺织品等各种产品的原料。

光催化剂通常需要高能紫外光来产生参与转化CO2的电子,但紫外光不仅稀少,而且对健康有害,目前利用更丰富、更温和的可见光的新型催化剂研究已取得进展。经过改造的催化剂只需要可见光就可以生产广泛使用的化学物质,如甲醇、甲醛和甲酸,这些化学物质在粘合剂、泡沫、胶合板、橱柜、地板材料和消毒剂的制造中都非常重要。

目前,太阳能化学研究主要在实验室里进行,一些初创企业也在进行太阳能驱动化学反应、将CO2转化为有用物质的研发。

这一技术有望在未来几年里实现商业化,化学工业通过将废弃的CO2转化为有价值的产品,为实现负排放目标、向未来无废物循环经济迈出了重要一步。

能源

绿色氢气

绿色氢气作为一种零碳能源,是补充风能和太阳能的一种令人期待的新能源。氢燃烧时唯一的副产品就是水,是理想的零碳能源,然而传统制氢工艺远未能达到零碳的效果。……

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