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将二氧化碳转换为燃料:背景和使用单原子催化剂

本文着重于过去十年中二氧化碳排放量的增加及其对环境的当前含义,以及二氧化碳是否可以成功地转化为势能来源。在本文中探索了一种可以识别可以将CO2转换为乙醇等燃料的金属催化剂的方法,从而阐明了扩大行业的转换过程和前进道路的挑战。

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图片来源:vectormine/shutterstock.com

二氧化碳排放的当前效果和含义

到1950年代,世界已经排放了超过60亿吨的二氧化碳,将全球PPM水平提高到300-310 ppm。到1990年代,这个数字上升到四次,达到220亿吨,ppm含量约为340-370。如今,世界每年生产约360亿吨二氧化碳,PPM水平约为412-416。

NOAA的2020年年度气候报告指出,自1880年代以来,每十年的土地和海洋温度的平均速度升高到平均0.13华氏度。这导致了冰川群体的解冻,岛屿和沿海城市的洪水,遭受毁灭性飓风等等。

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因此,世界各地的研究人员的重点是寻找减少大气中存在的二氧化碳的方法。

二氧化碳能否成功转化为燃料或其他物质?

尽管世界各地的二氧化碳水平都在增加,但如果以有效的方式使用它会带来很多好处。

在过去的几年中,科学家一直试图利用二氧化碳的好处,或者转化为势能来源。近年来,NASA已成功使用太阳能薄膜设备将CO2转换为甲烷等可用燃料。

加拿大公司,碳工程,已经开发了一个工艺来通过吸入CO2并将其与氢结合通过使用水力发电来产生液体燃料。所得的液体燃料可以与汽油,柴油和喷气燃料混合。

美国能源部的Argonne国家实验室开发了一个过程,该过程是一种催化机制,结合了二氧化碳和水,并将其转化为乙醇。这引起了不同的研究,这些研究正在探索可用于将CO2转化为潜在燃料的不同催化剂。

使用单原子催化剂将二氧化碳转换为加油

来自QUT的材料科学中心欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球通过理论建模发现,六种金属,即镍,niobium,Palladium,Rhenium,Rhodium和锆,可以用作有效的催化剂,以将CO2转化为清洁能源。

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图片来源:罗马Zaiets/sutterstock.com

该研究的重点是观察金属的单个原子如何对“铁电”材料的二维部分反应。欧洲杯足球竞彩还发现,逆转铁电单层的极化调整了CO2RR的催化性能,并且可以控制CO2激活程度。

研究结果得出的结论是,将催化剂金属的原子添加到铁电金属中时获得了化学燃料。因此,创建了强大而受控的CO2生成方法。拥有一套多功能的金属作为催化剂也是有益的,因为它为在存在这些金属的任何地方提供了制造工厂的途径。

唯一但重大的限制是这些发现是在实验室的受控环境中进行的。扩展这一过程以生产数千桶燃料是一项艰巨的任务,需要解决已进行的研究。这也需要全世界政府的更大努力。

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根据克劳斯(Klaus)负碳排放中心必须建立一个万亿美元的行业,尽管这很重要,但仍然比航空公司小。根据他的研究,碳工程正在建造一家大型工厂,每天最多可以支撑200桶燃料。该公司还计划许可其技术,以便其他公司可以将其用于建立可持续工厂。

前方的路

将CO2转换为燃料的所有这些努力都表明了一个目的:减少大气中的空气污染。在空气中降低二氧化碳水平并保持允许的水平将导致对气候的影响较小,并使地球上的动植物生命受益。因此,对于世界各地的机构来说,支持这种思想的扩展至关重要。

参考和进一步阅读

昆士兰州技术大学(N.D.)。发现将二氧化碳转换为燃料的催化剂。[在线] Phys.org。可用网址:https://phys.org/news/2021-10-catalysts-carbon-dioxide-fuel.html

Ju,L.,Tan,X.,Mao,X.,Gu,Y.,Smith,S.,Du,A.,Chen,Z.,Chen,C。和Kou,L。(2021)。可控的CO2电催化通过锚定在2Se3单层中的单个原子上的铁电转换。自然通讯,[在线] 12(1),第5128页。可用网址:https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/S41467-021-25426-5[2021年10月8日访问。

欧洲杯线上买球科学。(2018)。碳工程通过从空气中捕获二氧化碳来制造汽油。[在线]可用:https://www.nationalgeographic.com/欧洲杯线上买球science/article/carbon-eendicering-liquid-fuel-carbon-carbon-capture-nedral-science

www.anl.gov。(n.d。)。将二氧化碳变成液体燃料|阿贡国家实验室。[在线]可用:https://www.anl.gov/article/turning-carbon-dioxide-into-liquid-燃油

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Aditya Humnabadkar

写的

Aditya Humnabadkar

阿迪亚(Aditya)是一名专职博士生,也是奥姆斯基克(Edge Hill University)的计算机科学领域的研究生助教。欧洲杯线上买球他的领域位于汽车工程领域,正是在自动驾驶汽车和高级驾驶员援助系统(ADAS)领域。他目前正在研究在虚拟环境中自动复制现实世界情景以测试传感器的方法。

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    Humnabadkar,Aditya。(2021,12月6日)。将二氧化碳转换为燃料:背景和使用单原子催化剂。azom。于2022年8月2日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=21047检索。

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  • 哈佛大学

    Humnabadkar,Aditya。2021。将二氧化碳转换为燃料:背景和使用单原子催化剂。Azom,2022年8月2日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=21047。

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