科學家開發(fā)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料的新方法,或可用于制造火星燃料

2021-09-27閱讀:1110發(fā)布:世界人居來源:cnBeta.COM

據(jù)外媒報道,辛辛那提大學的工程師們正在開發(fā)將溫室氣體轉(zhuǎn)化為燃料的新方法,以應對氣候變化并讓獲得火星燃料。 辛辛那提大學工程與應用科學學院副教授吳敬杰(音譯)和他的學生在一個反應器中使用碳催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。該反應被稱為"薩巴捷反應",來自已故法國化學家保羅·薩巴捷,國際空間站用它來清除宇航員呼吸的空氣中的二氧化碳,并產(chǎn)生火箭燃料以保持空間站在高軌道上。

但吳敬杰想得更遠。火星大氣幾乎完全由二氧化碳組成。吳敬杰說,宇航員可以通過在紅色星球上制造他們到達后所需的燃料來節(jié)省他們返程所需的一半燃料。他表示:“這就像火星上的一個加油站。你可以很容易地通過這個反應器泵送二氧化碳,并為火箭生產(chǎn)甲烷,”

辛辛那提大學的研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上,合作者來自萊斯大學、上海大學和華東理工大學。吳敬杰通過研究電動汽車的燃料電池開始了他的化學工程生涯,但大約10年前開始在他的化學工程實驗室研究二氧化碳轉(zhuǎn)化。

“我意識到,溫室氣體將成為社會的一個大問題,”吳敬杰說?!昂芏鄧叶家庾R到,二氧化碳是我們社會可持續(xù)發(fā)展的一個大問題。這就是為什么我認為我們需要實現(xiàn)碳中和?!?/span>

拜登政府已經(jīng)設(shè)定了一個目標,即到2030年實現(xiàn)溫室氣體污染物減少50%,到2050年實現(xiàn)依靠可再生能源的經(jīng)濟?!斑@意味著我們將不得不回收二氧化碳,”他說。

吳敬杰和他的學生們,包括主要作者和辛辛那提大學博士生張?zhí)煊?,正在試驗不同的催化劑,如石墨烯量子點--只有納米大小的碳層--可以增加甲烷的產(chǎn)量。吳敬杰說,這個過程有希望幫助緩解氣候變化。但它也有一個很大的商業(yè)優(yōu)勢,即作為副產(chǎn)品生產(chǎn)燃料。

"這個過程比10年前的產(chǎn)量高100倍。所以你可以想象,進展會越來越快,"吳敬杰說。"在未來10年,我們會有很多創(chuàng)業(yè)公司將這項技術(shù)商業(yè)化。"

吳敬杰的學生正在使用不同的催化劑,不僅生產(chǎn)甲烷,而且生產(chǎn)乙烯。乙烯被稱為世界上最重要的化學品,用于制造塑料、橡膠、合成服裝和其他產(chǎn)品。

"綠色能源將是非常重要的。在未來,它將代表一個巨大的市場。所以我想研究它,"張?zhí)煊钫f。

吳敬杰說,當與太陽能或風能等可再生能源結(jié)合時,從二氧化碳中合成燃料變得更加具有商業(yè)可行性。"現(xiàn)在我們有多余的綠色能源,我們只是扔掉了。我們可以將這些多余的可再生能源儲存在化學品中,"他說。

這個過程是可擴展的,可用于能產(chǎn)生數(shù)噸二氧化碳的發(fā)電廠。而且它是有效的,因為轉(zhuǎn)換可以在產(chǎn)生多余二氧化碳的地方進行。

吳敬杰說,利用二氧化碳生產(chǎn)燃料方面的進展使他對人類在有生之年踏上火星更有信心。

"現(xiàn)在,如果你想從火星回來,你將需要攜帶兩倍的燃料,這非常重,"他說。"而在未來,你將需要其他燃料。所以我們可以從二氧化碳中生產(chǎn)甲醇,并利用它們來生產(chǎn)其他下游材料。然后也許有一天我們可以在火星上生活。"


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