將溫室氣體轉化為燃料的新途徑

將溫室氣體轉化為燃料的新途徑

辛辛那提大學(UC)的工程師正在研究將溫室氣體轉化為燃料的新途徑,以應對氣候變化,甚至還可能將火星上的宇航員帶回家。

UC工程與應用科學學院副教授Jingjie Wu和他的學生使用一種碳催化劑將二氧化碳轉化為甲烷。由法國化學家Paul Sabatier提出並以其名字命名的“Sabatier反應”是一種將二氧化碳轉化為燃料的化學過程,國際空間站基於這一反應將宇航員們撥出氣體中的二氧化碳轉化為火箭燃料並維持空間站的高軌航行。但Wu的志向不止於此。

火星大氣幾乎全部由二氧化碳組成。Wu談道:“宇航員可以在到達火星後(利用這一反應)製造燃料,這樣便可以為返回地球節省一半燃料。這就好比在火星上建了個加氣站,只需要將二氧化碳泵入反應器便可以得到火箭使用的燃料。”

辛辛那提大學和萊斯大學、上海大學以及華東科技大學聯合開展的這項研究發表於《自然·通訊》(Nature Communications)。

Wu起初在化工領域的工作是為電動車研發燃料電池,直到大約10年前,他開始在他的實驗室中研究二氧化碳的轉化。

Wu認為:“我意識到了溫室氣體的威脅。許多國家也都意識到二氧化碳是人類社會可持續發展中的一個大問題,這也是我們需要進行碳中和的原因。我們必須得回收利用二氧化碳。”

Wu和包括論文主要作者、UC博士生Tianyu Zhang在內的學生一起,正在透過測試不同的催化劑,比如石墨烯量子點(一種奈米尺度的多層碳結構),以提高甲烷的產率。

Wu有信心藉助這一反應減緩氣候變化。另外,反應產生的甲烷能夠用作燃料,從而帶來顯著的商業價值。

Wu談道:“該反應的產率較10年前提高了100倍。所以可以想見,這一過程還將進一步提速;在未來10年中,人們將成立許多初創公司並推動它的商業化。”除了甲烷以外,Wu的學生還在用不同的催化劑生產乙烯。乙烯是世界上最重要的化學制品,用於製造塑膠、橡膠、合成服裝等產品。

Zhang認為:“綠色能源至關重要,並將在未來佔據很大市場。所以我希望投身於此。”

與可再生能源(比如太陽能和風能)結合並利用二氧化碳合成燃料變得越來越有商業前景。

Wu解釋道:“現在我們不得不丟掉許多過剩的綠色能源,而未來我們可以透過上述方法將過剩的可再生能源儲存到化學燃料中。”

頂部