得到“无限能源”的人类是否会停止前进的步伐? 二氧化碳是造成全球温室效应加剧的罪魁祸首之一,当大气中二氧化碳浓度达到一定程度时,整个行星都将被失控温室效应所接管,就如金星那样平均温度高达465℃。 目前地球的二氧化碳浓度已达到百万分之400,十几年间增加了40%,不过令地球被失控温室效应接管的二氧化碳浓度阈值学界还争议不断,有的专家认为二氧化碳浓度需要达到百万分之30000地球才会失控,也有的专家认为如果不是云层在替大气反射阳光,地球的温室效应早就失控了。两者的对错我插不上嘴,不过一项技术的诞生或许能一劳永逸地解决这个问题,不过,也有可能令人类停滞在“石油文明”的阶段。 中科院大连化学物理研究所的孙剑、葛庆杰研究员2日在学术刊物《自然通讯》上发表了一篇论文,文中称,其科研团队已成功实现利用二氧化碳加氢聚合并生长成高辛烷值的汽油。这篇论文一经发表就引发了科学界的强烈关注,其研究成果也被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展。” 要注意的是,《自然通讯》并不是什么小杂志社的小报而是全球排名第三、仅次于《科学》和《自然》的学术类期刊,其权威性不言而喻。 行星依靠自身独有的“碳循环链条”以维持行星各部分“碳”的基本稳定,而金星的温室效应失控很大一部分就源于其“碳循环链条”的断裂。 像金星那样的岩石行星碳循环的第一步一般是二氧化碳溶解于水中,但由于金星磁场仅有地球的十万分之一,虽然能够依靠自身重力维持多数大气的存在,但太阳风还是能不费吹灰之力将金星大气中水蒸气里的“氢”电离并带离金星。氢少了,水也就少了,二氧化碳多了,温室效应提高了,水蒸发多了,电离氢更多了……恶性循环就这么持续下去了。 金星 红外相机下金星用来“储存热量”的“温室气体云”的厚度 而在地球上,由于生命的存在,地球较金星有着更多碳循环的通道。地球上除了水的溶解最重要的碳循环手段就是植物的光合作用,植物吸收二氧化碳后在叶绿体中将光能固定在以“碳为主链”的有机物中并释放氧气。但由于整个过程十分缓慢而且近年来人类活动导致大量的植被被破坏,因此长期以来科学家们都在寻求利用化学手段以“工厂式运作”回收二氧化碳。 (PS:这样真的不会促使更多人破坏植被吗?) 汽油作为生活中最重要的以“碳”为主链的有机物,如果能将二氧化碳直接合成汽油那是再好不过了。毕竟汽油烧出来的也就是二氧化碳。 想法虽然很美好,但现实很骨感。 研究者之一的孙剑表示:“一氧化碳十分活泼(人中毒)。但与其相似的二氧化碳却是一种十分稳定的分子,将其活化是一件很困难的事。实际操作中,即便二氧化碳能够与氢发生加聚但生成的也多是甲醇、甲烷等小分子有机物,而长链的液态烃(燃料类)则很难获得。” 科学家解释,用CO2作为原料生产汽油是一种潜在的替代化石燃料的清洁能源策略,但CO2的活化与选择性转化是个难题。 以二氧化碳为生产原料的想法长期以来都存在,但都受阻于二氧化碳的活化和定向转化上。 因此,该团队设计出一种全新的高效稳定的催化剂:Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂。 根据孙剑的介绍,这类催化剂相较以往传统催化剂有着无可比拟的优势:
同时,他还强调,在研究中还发现精确控制对二氧化碳敏感位点的加氢反应能够有利促进“碳转油”的实现。 可以说,这项技术不但为解决温室效应提供了新思路,而且那些以风力为主的不稳定可再生能源提供的电力可用于“碳转油”的生产而不必耗费精力在生活用电上,间接为可再生能源的利用提供了新兴市场。 不过汽油的“无限产出”会不会将人类束缚在“油电文明”的安乐窝中呢? |
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