二氧化碳變甲酸,可能改變世界 | 科技袁人_風聞
风云之声-风云之声官方账号-2022-07-09 21:10
導言:
能不能變廢為寶,把二氧化碳轉化成有用的材料?回答是可以。
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本視頻發佈於2022年5月17日,點贊量已達1.3w
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眾所周知,二氧化碳排放是全球一個重大的問題。能不能變廢為寶,把二氧化碳轉化成有用的材料?回答是可以。2021年12月,我的科大師弟和同事曾傑教授在《Nature Nanotechnology》發表文章(https://www.nature.com/articles/s41565-021-00974-5),提出了一種把二氧化碳轉化成甲酸的催化方法。



這裏的關鍵在於,以前類似的研究都要把最終產物從電解液中分離提純出來,這佔了總成本的70%。而曾傑的方法繞過了這一步,開發了一種固態電解質反應器和銅合金催化劑,直接從二氧化碳和水就製備出了甲酸水溶液,大大節約了產物分離的成本。甲酸水溶液可以立即拿來用,例如作為電池燃料,這就打開了巨大的想象空間。


十年以前,學術界普遍認為二氧化碳轉化是不值得追求的,因為成本太高。在工業界就更是如此了,因為他們認為這不可能盈利。但近幾年來,催化劑取得了進步,可再生能源降低了價格,這些給二氧化碳轉化提供了機會。曾傑的研究,就是一個重大突破。
最近,《Nature》對曾傑做了一場專訪,標題是《把工業二氧化碳變成電池燃料》(Turning industrial CO2 into battery fuel)(https://www.nature.com/articles/d41586-022-00803-2,中文報道見http://news.ustc.edu.cn/info/1055/78782.htm)。其中他説到,下一步目標是儘快把這項技術工業化。我們希望和碳排放大户企業合作,例如水泥廠和火力發電廠。全世界的相關企業都來聯繫我們,包括希望削減碳排放的企業和希望購買燃料與化學品的企業。今年我們和中石化達成了合作協議,中石化希望用我們的技術生產更多的α-烯烴。α-烯烴常用於製造工業油和潤滑劑,而且可以從二氧化碳轉化而來。



近年來,中國在二氧化碳轉化方面不斷取得重大進展。例如2021年的二氧化碳制澱粉(《二氧化碳合成澱粉和一氧化碳合成蛋白質,究竟怎麼樣?| 科技袁人》),就在全世界引起了轟動。不過它的意義目前還主要限於科學,而不是技術,因為它的成本還遠遠高於植物比如説玉米制澱粉,雖然單位質量催化劑的效率比玉米制澱粉高得多。而曾傑的二氧化碳制甲酸,離實用就近得多。在不遠的將來,我們可能就會看到這項技術改變世界。

曾傑在專訪中回憶,自己出生在河南省商城縣一個貧寒的山區農家。父親雖然沒有受過很高的教育,但非常勤于思考和動手。例如在上世紀八十年代很少見到空調的時候,父親就用廢棄的汽車散熱片自制了水冷空調,讓他能在炎熱的夏天專心學習。還有當時的農村燒煤燒柴火要用火鉗,鐵製的火鉗不一會兒就發燙,曾傑有一次就燙傷了手。父親為此設計了一個鏤空的火鉗,由一根鐵絲編織而成,增加了傳熱距離和散熱速度,從此就再也不會燙手了,既漂亮又實用。父親源於生活的創造,在曾傑的心中埋下了科技發明的種子。

