howcolour / Shutterstock.com
温室气体二氧化碳是一个巨大的环境问题，但对一位来自哈佛的科学家来说，它是完美的原材料。
每天都有超过200万磅的二氧化碳从工厂、汽车和卡车排放到大气中，以及通过燃烧天然气和煤炭来发电。王浩田和他的研究团队开发了一种系统，可以利用可再生电力将二氧化碳转化为一氧化碳——一种在许多工业过程中使用的关键商品。
这一过程类似于光合作用，通过一种比智能手机小一点的设备将二氧化碳电化学转化为一氧化碳。
基本上，这是一种人工光合作用。在植物中，阳光，CO2水变成了糖和氧。在我们的系统中，输入是阳光，CO2和水，我们产生一氧化碳和氧气。
王浩田，哈佛大学罗兰研究所研究员
反应发生在一个不起眼的装置中，该装置包括两个由离子交换膜隔开的充满电解质的室。在一边，由可再生能源驱动的电极将水分子氧化成氧气并释放出自由质子。这些质子移动到另一个房间，在一个精心设计的金属单原子催化剂的帮助下，它们与二氧化碳分子结合。结果就产生了水和一氧化碳。
“挑战在于，大多数已知的催化剂都倾向于产生氢气，”王解释说。“所以当你分解水时，很难阻止这些质子结合在一起形成氢气。我们需要的是一种能够阻止氢进化的催化剂，而不是能够有效地将这些质子注入CO中2，从而实现了CO的高选择性2减少。”
两种最著名的催化剂是金和银，但这两种贵金属价格昂贵，大规模生产成本效益不高。
所以我们开始研究低成本的材料，比如镍、铁和钴，这些材料在地球上都很丰富欧洲杯足球竞彩。但问题是它们都是很好的氢催化剂，所以它们想要产生氢气。此外，它们都很容易被一氧化碳中毒。即使你设法用它们来减少二氧化碳2，由此产生的CO与表面紧密结合，阻止任何进一步的反应发生。
姜坤，王课题组博士后，论文第一作者
Wang和他的团队求助于斯坦福大学的同事Yi Cui和Jens Nørskov教授来帮助解决这个问题。他们需要“调整”金属的电子特性，所以诺斯科夫团队的科学家Samira Siahrostami博士通过原子尺度建模来合理化活性位点的性质。她发现，将镍金属分散到孤立的单个原子中——这些原子被困在石墨烯的空位中——会产生一种材料，这种材料渴望与二氧化碳发生反应，并愿意释放产生的一氧化碳。
王说，这些一氧化碳可以用于许多工业过程，“一氧化碳是一种非常重要的工业产品。它可以用于塑料生产，制造碳氢化合物产品，或者本身作为燃料燃烧。它被广泛应用于工业。”
科学家们希望他们的系统有一天能够扩大到足以消除大气中的二氧化碳，以对抗全球气候变化。
基本的想法是如果我们能捕获现有的一氧化碳2利用太阳能或风能等可再生电力，将其转化为有用的化学物质，这样我们就有可能形成一个碳循环。
Hoatian王
免责声明:本文仅代表作者以个人身份发表的观点，并不代表本网站所有者和运营商阿泽网络有限公司的观点。本免责声明构成条款和条件本网站之使用。