《功能化纳米材料能实现高效二氧化碳捕获》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: chenfang
  • 发布时间:2016-05-17
  • 气候变化正在成为被人类所面临的最严重问题之一。在全球气候的变化,导致由于二氧化碳(CO2)的极端水平,导致了干旱和洪水的形式突然的天气模式,这不仅是破坏性的,但也有害于生命。减少气候严重性有任何进一步升级的一个重要途径是通过减少二氧化碳在大气中的水平。在基础研究Tata学院(TIFR)的研究人员已经创建了显示优良的二氧化碳捕集能力也高于传统材料的更稳定的创新二氧化碳吸附剂。当官能胺被固定在多孔固体支持物,这会导致高效且稳定的二氧化碳的吸附剂材料相对于类似的液体吸附剂。

相关报告
  • 《新型催化剂可将二氧化碳转化为甲醇》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-05-15
    • 最新一期国际学术期刊《自然·纳米技术》的封面文章 ,介绍了来自中国的重要成果:新型催化剂可把二氧化碳这一温室气体高效转化为清洁液体燃料——甲醇。该成果由中国科学技术大学曾杰教授研究团队完成。   二氧化碳是当今最主要的温室气体,也是一种“碳源”,如果能借助科技手段将其“变废为宝”,不仅能缓解碳排放引发的温室效应,还将成为理想的能源补充形式。   据介绍,在这种新型催化剂中,铂以原子级别分散在载体表面,从而实现了最大化的贵金属原子利用率,有效降低了材料成本。实用化贵金属催化剂的负载量一般在5%以上,然而,过去的制备手段合成的单原子催化剂负载量很低,整体催化效率不高。该项工作中,科研人员将其负载量提高到7.5%,大大加快了单原子催化剂从实验室走向工业界的进程。   科研人员还发现,在二氧化碳加氢制甲醇的反应中,两个近邻铂原子的催化活性远高于两个孤立的铂原子的活性之和。针对这种“1+1>2”的现象,他们创造性地提出了“单中心近邻原子协同催化”这一新概念,颠覆了人们对单原子之间互不干扰的传统认识。
  • 《捕获和升级二氧化碳的新途径》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-06-03
    • U of T Engineering的一个研究小组开发了一种新的电化学途径,将二氧化碳转化为有价值的产品,如喷气燃料或塑料。该技术可以显着提高直接从空气中捕获和回收碳的经济性。 “今天,技术上可以从空气中捕获二氧化碳,并通过一系列步骤将其转化为商业产品,”负责研究团队的Ted Sargent教授说。 “挑战在于需要投入大量精力,这会增加成本并降低激励。我们的战略是通过避免一些能源密集型损失来提高整体能源效率。” 直接空气碳捕获是一种新兴技术,公司的目标是用已经存在于大气中的碳而不是化石燃料来生产燃料或塑料。加拿大公司Carbon Engineering在宾夕法尼亚州斯阔米什建立了一个试验工厂,通过强制空气通过碱性液体溶液捕获二氧化碳。二氧化碳溶解在液体中,形成一种叫做碳酸盐的物质。 为了完全再循环,溶解的碳酸盐通常转变为CO2气体,然后转化为化学结构单元,形成燃料和塑料的基础。一种方法是添加将碳酸盐转化为固体盐的化学品。然后将该盐粉在高于900℃的温度下加热以产生可以进一步转化的CO 2气体。这种加热所需的能量增加了所得产品的成本。 U工程团队的另一种方法是使用电解槽,这是一种利用电力驱动化学反应的装置。以前使用电解槽从水中生产氢气,他们意识到它们也可以用来将溶解的碳酸盐直接转化为CO2,完全省略中间加热步骤。 “我们使用双极膜,一种新的电解槽设计,非常适合产生质子,”Geonhui Lee说,他和博士后Y. Chris Li是ACS Energy Letters新论文的主要作者之一,该论文描述了这种技术。 “这些质子正是我们将碳酸盐转化为二氧化碳气体所需要的。” 他们的电解槽还含有一种银基催化剂,可立即将生成的二氧化碳转化为称为合成气的气体混合物。合成气是成熟的Fischer-Tropsch工艺的常用化学原料,可以很容易地变成各种各样的产品,包括喷气燃料和塑料前体。 “这是第一个可以一步完成从碳酸盐到合成气的已知过程,”萨金特说。 虽然已经使用许多类型的电解槽将二氧化碳转化为化学结构单元,但它们都不能有效地处理碳酸盐。此外,溶解在液体中的CO 2如此容易变成碳酸盐的事实是现有技术的主要问题。 “一旦二氧化碳变成碳酸盐,传统电解槽就无法进入,”李说。 “这就是为什么它们产量低,效率低的部分原因。我们的系统独特之处在于它实现了100%的碳利用率:不会浪费碳。它还可以在出口处生成合成气作为单一产品,从而最大限度地降低产品成本纯化。” 在实验室中,该团队展示了将碳酸盐转化为合成气的能力,总能效为35%,电解槽在运行6天以上时保持稳定。 萨金特说,需要做更多工作才能将工艺扩大到工业应用所需的水平,但概念验证研究证明了直接空气碳捕获和利用的可行替代途径。 “这对于回答是否有可能以商业上引人注目的方式使用空气捕获的二氧化碳的问题还有很长的路要走,”他说。 “这是关闭碳循环的关键一步。” ——文章发布于2019年5月29日