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让人悲剧的不是买不起车 而是买了车却加不起油 不过很快就不用担心了 我国科学家研究的最新技术 可以把二氧化碳变成汽油 纳尼？！ 一个是阆苑仙葩温室气体，一个是美玉无瑕宝贵能源 看似毫无关联的二者 科学家是如何实现变废为宝的呢？ 今天BOBO就来说说 二氧化碳变汽油，如何实现？ 二氧化碳（CO?），一种主要的温室气体，被认为是全球气候变暖的罪魁祸首。近年来，受碳排放政策影响，各国都在努力实现二氧化碳减排。在自然界中，植物从空气中吸收CO?，经光合作用转化为有机物和氧气，过程缓慢，所以一直以来，科学家们努力想通过化学方式回收利用CO?。 二氧化碳加氢“变”汽油 近日，中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程，通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，首次实现了CO?直接加氢制取高辛烷值汽油。 二氧化碳变汽油的原理图 该研究成果于近日在英国《自然—通讯》杂志上发表，相关过程和催化材料已申报多项发明专利，被同行誉为“CO?催化转化领域的突破性进展”。 难题：CO?的活化与选择性转化 如果以CO?作为原料生产汽油，将是一种潜在替代化石燃料的清洁能源策略，不仅可有效降低CO?造成的温室效应，还可减轻对传统化石能源的依赖，但CO?的活化与选择性转化面临巨大挑战。 相比于更活泼的孪生兄弟一氧化碳（CO），CO?分子非常稳定，难以活化，与经典的费托合成路线相比，CO?与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物，很难生成长链的液态烃燃料。 技术优势 针对上述问题，该团队创造性地设计了一种高效稳定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂。研究者介绍，这种催化剂有三个优势： 与传统催化剂不同，该催化剂包含三种相互兼容、相互补充的活性位（Fe3O4、Fe5C2和酸性位）。CO?分子借助于精心构造的三组分活性位实现了“三步跳”的串联转化。CO?首先在Fe3O4活性位上经逆水气变换反应还原为CO；生成的CO在Fe5C2活性位上作费托合成反应，转化为α-烯烃；随后，该烯烃中间物迁移到分子筛上的酸性位上，选择性生成汽油馏分烃。对三活性位结构和空间排布的精准调控是实现CO?加氢制汽油的关键。 图片来自论文：Directly converting CO? into a gasoline fuel CO? 变汽油，前景一片光明？ CO?转化成汽油，虽然这项技术听起来很美好，但也存在着困难。例如，如何大量捕集CO?。即便有技术能够把CO?轻松转变成汽油，如何捕集到大量的CO?却是个难题。 目前碳捕集封存技术（carbon capture and storage，CCS）主要目的是为了针对温室气体排放的问题，CO?的主要来源是从化石燃料电厂、钢铁厂等获取。 但来自于化石燃料电厂、钢铁厂的CO?量是非常有限的，恐怕并不足以生产出足够量的汽油供大众消费。 空气中CO?的体积含量仅为0.03%左右，所以也绝非理想的CO?来源。所以这一技术何时能够得以广泛应用，并不确定。 尽管如此，CO?转化成汽油不仅为CO?加氢制液体燃料的研究拓展了新思路，也为间歇性可再生能源（风能、太阳能、水能等）的利用开辟了新途径。这一新过程除了可降低CO?排放之外，还具有显著的经济效益，是绝不能小觑的。 |
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