合成气,简称合成气,是化学制造业的重要组成部分。 大多数人可能从未听说过合成气,但它每天都被用于生产药物、化肥、塑料和生物燃料。
不幸的是,即使发酵合成气(氢气和一氧化碳的混合物)来生产可再生能源,它也并不总是碳中和的过程。 大多数时候,生产合成气指使用天然气或煤炭剩余产品。
但事实并非一定如此。 合成气也可以由二氧化碳(CO2),澳大利亚的科学家现在认为他们已经找到了一种简单且廉价的方法来利用这一过程。
正如工程师们所做的那样,这是非常令人兴奋的一步多年来一直试图实现这一目标,但过去的许多尝试都被证明太困难或太昂贵而无法实用。
然而,通过在非常高的温度下制造氧化锌,澳大利亚的团队现在发现这个过程会产生纳米颗粒,可以用作将二氧化碳转化为合成气的完美催化剂。
更好的是,与研究人员之前尝试过的其他催化剂不同,氧化锌是一种相对便宜且容易获得的金属。
“我们的想法是,我们可以采用二氧化碳的点源2,例如燃煤发电厂、燃气发电厂,甚至是释放大量纯二氧化碳的天然气矿2我们基本上可以在这些工厂的后端改造这项技术,”解释新南威尔士大学(UNSW Sydney)的化学工程师艾玛·洛弗尔(Emma Lovell)。
“然后你就可以捕获产生的二氧化碳2并将其转化为对工业具有巨大价值的东西。”
这种方法可以有效地被视为“关闭碳循环”——一个过程排放的碳直接进入另一个过程。 至少那是梦想。 在这种方法规模化和付诸实践之前,我们还有很长的路要走,但考虑到合成气的广泛使用,其可持续生产值得追求。
合成气通常被认为是乐高的化学等价物,因为它由氢气和一氧化碳两种基本成分制成,每种成分都可以用来制造一系列重要的工业化学品。
不幸的是,全世界绝大多数合成气都是通过在高温下使用蒸汽重整甲烷(最强效的温室气体之一)制成的。
鉴于当前的气候危机,必须找到更可持续的替代方案,而澳大利亚设计的新方法速度快得令人满意。
生产纳米颗粒催化剂只需燃烧氧化锌 10 分钟,无需使用复杂的技术。 然后,催化剂可以用于处理废二氧化碳的电解槽中2气体。
“废二氧化碳2例如,发电厂或水泥厂可以通过该电解槽,内部有电极形式的火焰喷涂氧化锌材料。 当我们通过废弃二氧化碳时2其中,它使用电力进行处理,并以二氧化碳和氢气的混合物形式作为合成气从出口释放,”化学工程师 Rahman Daiyan 解释道来自悉尼新南威尔士大学。
更重要的是,通过控制研究人员燃烧这种金属的方式,他们可以创造不同比例的合成气构建块,预测不同行业的需求。
当然,找到在实际发电厂使用这项技术的方法还有很长的路要走。 但该论文的作者相信他们的方法比其他选择更便宜且更具可扩展性。
该团队现在正准备在更大、更复杂的环境中测试他们的概念,以确保它在现实工厂的恶劣化学条件下仍然有效。
该研究发表于先进能源材料。