150年后,我们终于有了突破,将二氧化碳转化为燃料

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Anonim

一个半世纪以来,研究人员一直试图弄清楚如何对大气中漂浮的所有二氧化碳做一些有用的事情。我们有大量的东西,我们每次呼气都会发出它,但它所做的只是在大气层中徘徊,使我们的星球变暖,并在此过程中造成许多可能非常令人不快的副作用。

科学家会的 真 我们喜欢找到一种方法将它变成燃料,这可能会让我们取代温室气体排放的化石,从而一举两得。但这说起来容易做起来难:科学家不仅难以弄清楚如何储存从二氧化碳中减少的物质,他们仍然在努力了解二氧化碳减排如何能够首先被催化。

换句话说,自19世纪中期以来,科学家基本上一直在搞乱二氧化碳,将它与不同的材料混合,加热等等,偶尔也会发生反应(“150年”是指1869年的实验。研究人员使用电催化剂将二氧化碳转化为甲酸(一种防腐剂)。但是,尽管研究人员早已了解这种潜力,但他们并不真正理解是什么导致了这些反应。由于哥伦比亚大学工程学院的研究人员进行了一项新的实验,到目前为止,这使得以受控方式进行实验变得不可能。他们的论文发表于今天发表于 美国国家科学院院刊.

“我们开始这样做就像其他人一样,通过反复试验,并使用不同的材料来观察二氧化碳转化的效率如何取决于材料特性,”主要作者,哥伦比亚大学副学院研究员伊琳娜Chernyshova工程与应用科学,讲述 逆。 “但这可能需要一段时间。”

Chernyshova解释说,他们的突破与电化学还原过程有关,或者通过添加电能将二氧化碳转化为更简单的分子。利用表面增强拉曼光谱,该团队首次能够观察到使用单一中间体 - 羧酸盐还原碳和氧分子表面 - 而不是两个来减少二氧化碳。

“150年来,人们已经知道这是可能的,但他们不可能 150年将其商业化,因为他们以非系统的方式进行商业化,”Chernyshova说。 “你不能以所有可能的组合筛选所有材料。”

现在他们更好地了解二氧化碳电还原,现在世界各地的研究人员为自己的研究提供了更好的导轨,不仅仅是在可再生能源领域,而是为了将二氧化碳减少为任何数量的更有用的分子,例如肥料。而且因为我们对这个过程的谚语“第一步”了解得更多,所以实验变得更便宜,更容易实现,希望具有连锁效应。

“凭借这种知识和计算能力,”该论文的共同作者Sathish Ponnurangam在一份新闻稿中称,“研究人员将能够更准确地预测不同催化剂上的反应,并指出最有希望的催化剂,可进一步合成和进行测试。”

除了使用直射阳光催化二氧化碳的努力之外,这种过程通常被称为人工或半人工光合作用,因为它从植物中获取灵感,将二氧化碳转化为燃料或可呼吸空气的努力正在获得动力。本月早些时候,英国剑桥大学的研究人员想出了如何更有效地将水分子分解成氢气(可以用作燃料)和氧气,使用藻类中的一种叫做氢化酶的酶。

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