厲害了，二氧化碳還可以用來開車？

發(fā)布時(shí)間:2017-05-13  瀏覽次數(shù):2560

2017-05-13 中國云試劑

     眾所周知，二氧化碳是全球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝蛎磕甓趸嫉呐欧帕窟_(dá)到364億噸。而汽油則是石油產(chǎn)物，主要為內(nèi)燃機(jī)提供能量。前者是后者使用后排放的產(chǎn)物，全球每年汽車碳排放量占排放總量24%左右。

     目前空氣中的二氧化碳主要通過植物的光合作用處理轉(zhuǎn)化，但隨著城市化的推進(jìn)以及森林資源的過度開發(fā)，地球植被急劇減少，加劇了溫室效應(yīng)。所以，二氧化碳的轉(zhuǎn)化處理是科學(xué)家一直探索和研究的問題。

     據(jù)《光明日報(bào)》報(bào)道，中科院大連化學(xué)物理研究所首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳直接加氫制取高辛烷值汽油，該研究成果已發(fā)表于英國學(xué)術(shù)刊物《自然通訊》雜志上，被譽(yù)為“CO₂催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進(jìn)展”。

    厲害了，Word China！最近從國產(chǎn)航母“皮皮蝦號”下水，國產(chǎn)大飛機(jī)C919和天舟一號上天成功，“中國造”光量子計(jì)算機(jī)問世。如今在環(huán)境與能源領(lǐng)域又獲得突破性的進(jìn)展，這讓憤青的喬科化學(xué)老王硬是激動(dòng)得熱淚涕零啊！

      言歸正傳，喬科化學(xué)老王懷著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度跟大家一起探討一下這項(xiàng)屌得很的科學(xué)是否擁有可行性？

      首先，二氧化碳要怎么才能變成汽油呢？

      該報(bào)道指出，中科院大連化學(xué)物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)一種新型催化劑活化二氧化碳的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，使之與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，從而生成長鏈的液態(tài)烴燃料，也就是高辛烷值汽油。具體反應(yīng)式如下：

      與傳統(tǒng)催化劑不同，該催化劑包含三種相互兼容、相互補(bǔ)充的活性位（Fe₃O₄、Fe₅C₂和酸性位）。CO₂分子借助于精心構(gòu)造的三組分活性位實(shí)現(xiàn)了“三步跳”的串聯(lián)轉(zhuǎn)化。CO₂首先在Fe₃O₄ 活性位上經(jīng)逆水氣變換反應(yīng)還原為CO；生成的CO在Fe₅C₂活性位上進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為α-烯烴；隨后，該烯烴中間物遷移到分子篩上的酸性位上，進(jìn)行齊聚、異構(gòu)化和芳構(gòu)化等反應(yīng)，選擇性生成汽油餾分烴。

     喬科化學(xué)老王萌萌地覺得這項(xiàng)技術(shù)主要是能源儲(chǔ)存領(lǐng)域的突破，受到能量密度和功率密度兩方面的制約，現(xiàn)今的工業(yè)級別的能源存儲(chǔ)基本只能靠化石能源，而能源是國家機(jī)器運(yùn)行的命脈。從這點(diǎn)來看，這項(xiàng)技術(shù)的突破意義重大。

    雖然技術(shù)前景美好，現(xiàn)實(shí)中還是有很多問題需要解決的，比如說二氧化碳的收集。大氣中二氧化碳的濃度只有0.03%，也就是說每立方空氣只能收集到一只杯子那么多的二氧化碳。另外，在收集的過程中也需要消耗一定的能量。所以，如何多快好省地收集到足夠量的二氧化碳是一個(gè)問題。

      其次，在二氧化碳還原過程中所需要反應(yīng)物氫的制備問題。目前，工業(yè)化大規(guī)模制備氫的方式有化石燃料制氫、光解氫、電解氫氣等方法。除了化石燃料制氫之外，其他兩種方法成本高、效率低，無法進(jìn)行大規(guī)模制備。現(xiàn)階段僅提供合成氨所用到的氫氣量就占了世界能源年消耗量的1%，年二氧化碳排放量的3%。所以大規(guī)模制氫始終還是免不了排放二氧化碳以及消耗能源，這種為了減少而增加的做法在喬科化學(xué)老王看來多少有些郁悶。